Ефективност на соларните панели

Ефективността на слънчевите панели е мярка за количеството слънчева светлина (облъчване), което попада върху повърхността на слънчевия панел и се превръща в електричество. Поради многото постижения в областта на фотоволтаичните технологии през последните години, средната ефективност на преобразуване на панела се е увеличила от 15% до много над 20%. Този голям скок в ефективността доведе до увеличаване на мощността на панел със стандартен размер от 250W до 370W.

Както е обяснено подробно по-долу, ефективността на слънчевите панели се определя от два основни фактора; ефективността на фотоволтаичните (PV) клетки, въз основа на дизайна на клетката и типа силиций, и общата ефективност на панела, базирана на оформлението на клетката, конфигурацията и размера на панела.



Клетъчна ефективност

Ефективността на клетките се определя от клетъчната структура и използвания основен силициев материал, който обикновено е или P-тип, или N-тип. Ефективността на клетката се изчислява от това, което е известно като коефициент на запълване (FF), който е максималната ефективност на преобразуване на PV клетка при оптимално работно напрежение и ток.

 

Ефективност на панела

Общата ефективност на панела се измерва при стандартни тестови условия (STC), на базата на клетъчна температура от 25 ° C, слънчево облъчване от 1000 W / m2 и въздушна маса от 1,5. Ефективността (%) на панела се изчислява чрез максималната мощност (W) при STC, разделена на общата площ на панела в метри.




Цялостната ефективност на панела може да бъде повлияна от много фактори, включително; температура, ниво на облъчване, тип клетка и взаимовръзка на клетките. Изненадващо, дори цветът на защитния лист може да повлияе на ефективността. Черният фонов лист може да изглежда по-естетически приятен, но абсорбира повече топлина, което води до по-висока температура на клетката, което увеличава устойчивостта, което от своя страна леко намалява общата ефективност на преобразуване.




Защо е важна ефективността

Понятието ефективност се разпространява много, но малко по-ефективният панел не винаги означава фотоволтаичен панел с по-добро качество. Много хора смятат, че ефективността е най-важният критерий при избора на слънчев панел, но най-важното е качеството на производството, което е свързано с производителността в реалния свят, надеждността, обслужването на производителите и гаранционните условия. Прочетете повече за избора на най-качествените слънчеви панели тук.

 

Площ срещу ефективност

Ефективността наистина прави голяма разлика в необходимата свободна площ на покрива. Соларните панели с по-висока ефективност генерират повече енергия на квадратен метър и по този начин изискват по-малка обща площ. Това е идеално за покриви с ограничено пространство и може също така да позволи да се монтират системи с по-голям капацитет на всеки покрив. Например 12 x високоефективни 360Wp слънчеви панели, като тези от Qcells или SunPower с 21,2% ефективност на преобразуване, ще осигурят до 1100W (1,1kW) повече общ слънчев капацитет от същия брой и размер 270W панели с по-нискa 16,5% ефективност.

 

12 x 270W панели при 16,5% ефективност = 3200 W

12 x 360W панели при 21,2% ефективност = 4300 W

 

Ефективност в реална среда

При реална употреба ефективността на работа на фотоволтаичните панели зависи от много външни фактори. В зависимост от местните условия на околната среда тези различни фактори могат да намалят ефективността на панела и цялостната производителност на системата. Основните фактори, които влияят върху ефективността на слънчевите панели, са изброени по-долу:

 

Осветеност (W / m2)

Засенчване

Ориентация на панела

Температура

Местоположение (географска ширина)

Време на годината

Прах и мръсотия


Факторите, които имат най-голямо влияние върху ефективността на панела в реална употреба, са степен на осветеност, засенчване, ориентация и температура.





Нивото на слънчево облъчване, измерено във ватове на квадратен метър (W / m2), се влияе от атмосферните условия като облаци и мъгла, географската ширина и времето на годината. Естествено, ако панелът е напълно засенчен, изходната мощност ще бъде много ниска, но частичното засенчване също може да има голямо влияние не само върху ефективността на панела, но и върху общата ефективност на системата. Например, леко засенчване върху няколко клетки на един панел може да намали изходната мощност с 50% или повече, което от своя страна може да намали цялата мощност на стринга с подобно количество, тъй като соларните модули са свързани последователно и засенчването на един панел засяга целия стринг. Ето защо е много важно да се опитате да намалите или премахнете засенчването, ако е възможно. За щастие има допълнителни устройства, известни като оптимизатори.

 

Ефективност и температура

Номиналната мощност на слънчев панел, измерена във ватове (W), се изчислява при стандартни условия на изпитване (STC) и се измерва при температура на клетката 25 ° C. Въпреки това, при реална употреба, клетъчната температура обикновено се повишава много над 25 ° C, в зависимост от температурата на околния въздух, скоростта на вятъра, времето на деня и количеството слънчево облъчване (слънчева енергия - W / m2). По време на слънчево време вътрешната температура на клетките често е с 20-30 ° C по-висока от температурата на околния въздух, което се равнява на приблизително 8-12% намаляване на общата изходна мощност - в зависимост от вида на слънчевата клетка и нейния температурен коефициент.



 По-високата или по-ниската температура на клетката или ще намали, или ще увеличи изходната мощност с определено количество за всеки градус над или под 25 ° C (STC). Това е известно като коефициент на температурата на мощността, който се измерва в% / ° C. Монокристалните панели имат среден температурен коефициент -0,38% / ° C, докато поликристалните панели са малко по-високи при -0,40% / ° C.

 

Най-ефективните слънчеви клетки

Най-ефективните слънчеви панели на пазара обикновено използват или N-тип (IBC) монокристални силициеви клетки, или другите високоефективни N-тип вариации, (HJT) клетки. Понастоящем повечето други производители използват по-често срещаните P-тип моно-PERC клетки; Въпреки това, няколко големи производители, включително JinkoSolar, Longi Solar и Trina, Qcells сега започват да преминават към по-ефективните клетки от N-тип.

 

Ефективност на различни видове слънчеви фотоволтаични клетки

Поликристална - 15 до 18%

Монокристален - 16,5 до 19%

Поликристален PERC - 17 до 19,5%

Монокристален PERC - 17,5 до 20%

Монокристален N-тип - 19 до 20,5%

Монокристален N-тип HJT - 19 до 21,7%

Монокристален N-тип IBC - 20 до 22,6%




Разходи срещу ефективност

Всички производители произвеждат гама от панели с различна степен на ефективност в зависимост от използвания тип силиций и дали те включват PERC, мулти шина или други клетъчни технологии. Много ефективните панели над 21% с N-тип клетки обикновено са много по-скъпи, така че ако цената е основно ограничение, би било по-подходящо за места с ограничено пространство за монтаж, в противен случай можете да платите премия за същия капацитет на мощност, който може да бъде постигнато чрез използване на 1 или 2 допълнителни панела. Въпреки това, панелите с висока ефективност, използващи N-тип клетки, почти винаги ще надминат и надживеят P-тип клетъчни панели поради по-ниските нива на разграждане, така че допълнителните разходи обикновено си заслужават в дългосрочен план.

 

Размер на панела срещу ефективност

Ефективността на панела се изчислява чрез мощността, разделена на общата площ на панела, така че просто наличието на панел с по-голям размер не винаги се равнява на по-висока ефективност. Въпреки това, по-големите панели, използващи клетки с по-голям размер, увеличават повърхността на клетката, което повишава общата ефективност.




Общи размери на слънчевите панели

60 клетъчен панел (120 HC): Приблизителна ширина 0,98 m x дължина 1,65 m

72-клетъчен панел (144 HC): Приблизителна ширина 1,0 m x дължина 2,0 m

96/104 клетъчен панел: Приблизителна ширина 1,05 м х дължина 1,60 м

66 клетъчен панел (132 HC) - Приблизителна ширина 1,10 m x дължина 1,80 m – Нов тип *

78 клетъчен панел (156 HC): Приблизителна ширина 1,30 м x дължина 2,3 м – Нов тип *