Повишаване на домашното слънчево съхранение и ефективността на приложението 101

Начало Повишаване на домашното слънчево съхранение и ефективността на приложението 101
Публикувано: 2022-08-07 Променено: 28 юни 2024 г.
Сподели:

Инвестициите в домашни соларни панели растат стабилно в целия свят. Това се дължи на няколко фактора. Едната е, че ефективността на слънчевите панели се е увеличила значително през последните години. С правителствата, които определят амбициозни цели за нулева нетна енергия, възприемането на опции за възобновяема енергия за намаляване на въглеродното въздействие се превърна в тенденция в днешния свят.

Домашни слънчеви панели и аксесоари за соларни системи имат добро съотношение цена-качество. Някои хора обаче не предприемат достатъчно мерки, за да запазят ефективността на живота на слънчевите панели. В резултат на това панелите им не произвеждат толкова електричество, колкото би трябвало, което струва парите. 

Собствениците на жилища могат да предприемат редица действия, за да запазят ефективността на тяхното съхранение и приложение на слънчева енергия. Ето нашите основни препоръки как да направим слънчевите панели по-ефективни, така че да можем да получим най-високия потенциален добив на електроенергия.

Какво е слънчева ефективност? 

Процентът слънчева енергия, излъчвана от фотоволтаично (PV) устройство, което се трансформира в използваема електроенергия, е известен като ефективност на преобразуване на мощността на PV устройство. Основната цел на изследването е да се увеличи ефективността на това преобразуване, тъй като намалява цената на PV технологии така че да могат да се конкурират с други енергийни източници.

PV клетките не винаги превръщат 100% от слънчевата светлина в енергия. Повечето от тях всъщност ги няма. Капацитетът на слънчевата клетка да преобразува слънчевата светлина, която получава за приложение и акумулиране на батерията е ограничен от различни дизайнерски елементи. По-висока ефективност може да бъде постигната чрез проектиране с оглед на тези аспекти.

За да оценят количеството енергия, което клетката ще произведе, изследователите оценяват производителността на фотоволтаично (PV) устройство. Токът и напрежението заедно произвеждат електрическа енергия. Връзки между ток и напрежение a PV приспособлениеелектрически характеристики. 

Токът и напрежението, генерирани от клетка или модул, ще се променят в съответствие със закона на Ом, ако към двата извода на устройството е прикрепено специално съпротивление за „товар“ (токът през проводник между две точки е право пропорционален на потенциалната разлика в двете точки). Ефективността се определя чрез измерване на тока и напрежението, генерирани за различни съпротивления на натоварване, докато клетката се подлага на постоянно, стандартно ниво на светлина и се поддържа постоянна температура на клетката.

Как да измерим слънчевата ефективност?

Слънчеви панели
Източник: Pinterest 

Най-широко използваният параметър за сравняване на ефективността на една слънчева клетка с друга е ефективността. Ефективността на слънчевата клетка се определя като съотношението на произведената енергия към входящата енергия от слънцето. 

В допълнение към отразяването на работата на слънчевата клетка, ефективността се влияе от спектъра и интензитета на падащата слънчева светлина, както и от температурата на слънчевата клетка. 

В резултат на това, за да се сравни производителността на едно устройство с друго, параметрите, при които се измерва ефективността, трябва да бъдат внимателно контролирани. 

Земните слънчеви клетки се измерват при температура от 25°C и при AM1.5 условия. При обстоятелства AM0 се измерват слънчеви клетки, предназначени за космическо приложение.

Страницата Констатации за ефективността на слънчевите клетки съдържа най-новите резултати за слънчеви клетки с най-висока ефективност.

Ефективността на слънчевата клетка се определя като част от падащата мощност, преобразувана в електричество и се изчислява, както следва:

image2

Мултиметър може да се използва за измерване на електрическата мощност на слънчев панел. Във всяка верига мултиметърът измерва ток, съпротивление и напрежение.

Соларният панел трябва да получава пълна слънчева светлина, като е обърнат към слънцето под оптимален ъгъл и мощността на слънчевия панел трябва да се определи по това време.

Фактори, влияещи върху слънчевата ефективност

Слънчева кутия за комбиниране
Източник: Beny

Слънчевите панели са в състояние да преобразуват над 22% от слънчевата енергия в използваема енергия въз основа на фактори като инсталация, ориентация, метеорологични условия и т.н. Ефективността на слънчевите енергийни системи зависи от количеството слънчева светлина, което пада върху панелите и нейният резултат определя ефективността на слънчевия панел.

Не цялата слънчева светлина, която удря a фотоволтаична клетка се трансформира в електричество. Всъщност по-голямата част е изгубена. Различни аспекти на дизайна на слънчевите клетки допринасят за способността на клетката да преобразува слънчевата светлина, която получава. По-висока ефективност може да бъде постигната чрез проектиране с тези съображения.

Светлинните клетки с абсорбиращи материали с множество лентови пропуски повишават ефективността чрез разделяне на слънчевия спектър на по-малки контейнери, всеки с по-висока граница на термодинамична ефективност.

Няколко фактора, които влияят върху ефективността на слънчевата енергия, са:

Дължина на вълната

Фотоните или енергийните пакети са градивните елементи на светлината и се предлагат в различни енергии и дължини на вълните. Дължините на вълните на слънчевата светлина, която достига повърхността на планетата, варират от ултравиолетови до инфрачервени. Някои фотони се отразяват, когато светлината удари повърхността на слънчевата клетка, докато други преминават направо през нея. 

Енергията на част от погълнатите фотони се преобразува в топлина. Останалите притежават достатъчно енергия, за да освободят електрони от техните атомни връзки, което води до носители на заряд и електрически ток.

рекомбинация

„Носител на заряд“, като отрицателно зареден електрон, може да се движи през полупроводник като един от пътищата за преминаване на електрически ток през него. „Дупка“, която означава липсата на електрон в материала и функционира като положителен носител на заряд, е друг вид такъв носител на заряд. 

Електронът може да се комбинира отново, след като влезе в контакт с дупка, премахвайки техния принос към електрическия ток. 

Методът, по който се произвежда електричество в слънчева клетка, се обръща чрез директна рекомбинация, при която генерираните от светлина електрони и дупки се сблъскват, рекомбинират и излъчват фотон. Това е едно от основните неща, които пречат на производителността.

Когато електрони или дупки влязат в контакт с примес, дефект в кристалната структура или интерфейс, процесът е известен като индиректна рекомбинация. Това позволява енергията да се освободи като топлина.

температура

Ниските температури обикновено са най-добрите за слънчевите клетки. Произвежда се умерено увеличение на тока, но много по-голямо намаление на напрежението в резултат на променящите се характеристики на полупроводника, причинени от по-високи температури. 

Екстремните повишения на температурата могат също да навредят на материалите в клетката и други модули, намалявайки техния живот на функциониране. Тъй като по-голямата част от слънчевата светлина, която удря клетките, се превръща в топлина, ефективното управление на топлината увеличава ефективността и продължителността на живота.

Размисъл

Чрез намаляване на количеството светлина, отразено от повърхността на клетката, ефективността може да се подобри. Например силиций, който не е обработен, отразява повече от 30% от светлината, която го удря. Отражението е намалено чрез антирефлексни покрития и текстурирани повърхности. Тъмносиният или черният цвят ще покаже клетка с висока ефективност.

Защо трябва да повишим слънчевата ефективност?

Работещи слънчеви панели
Източник: Pinterest

Когато има недостиг на пространство, ефективността е от решаващо значение. Възможно е да няма много налично място, ако хората искат дом с нулево нетно потребление и искат покривът им да генерира цялото електричество, от което се нуждае домакинството.

По-голямата част от жилищните слънчеви системи са монтирани на покрива, но не всички покриви са подходящи за генериране на слънчева енергия поради засенчване и трудни покривни линии, които ограничават монтажа на панели. 

За максимално генериране на енергия е желателно слънчевите панели да бъдат разположени под ъгъл към юг. Общото количество енергия, което може да бъде създадено, ще нарасне с използването на по-ефективни панели.

Тъй като новите перспективни технологични постижения предлагат по-голямо производство на енергия в по-малко пространство, увеличенията на ефективността на слънчевите панели често стават заглавия на новините. Количеството енергия, което може да бъде произведено от определено количество слънчева светлина, се нарича тази ефективност. Системата може да произвежда повече енергия, колкото е по-ефективна.

Ефективността на слънчевите панели никога не е била по-висока. В резултат на това сега има повече високоефективни слънчеви панели на разположение от всякога и следователно е важно за домакинствата да повишат слънчевата ефективност.

Начини за повишаване на слънчевата ефективност

Начини за повишаване на слънчевата ефективност
Източник: Pinterest

Когато разглеждаме слънчевата енергия като жизнеспособен източник на енергия, ефективността на слънчевия панел е от решаващо значение; колкото по-добра е ефективността, толкова по-достъпна ще бъде инсталацията. 

Продължаващите изследвания обаче дават плодове и ключовата област на концентрация е напредъкът на тази технология и повишаването на ефективността на слънчевите клетки.

Важно е да се разбере, че ефективността на една слънчева клетка не съответства на ефективността на слънчевите панели (модули) като цяло. Ефективността на слънчевите клетки понякога може да надхвърли 42 процента, докато ефективността на слънчевите панели обикновено е между 15 и 20 процента.

Въпреки това, освен ако изрично не е посочено друго, лабораторните тестове се използват за измерване на ефективността на слънчевите клетки. Следователно, въпреки че 42 процента е забележително представяне, домашните потребители може да не го използват, тъй като лабораторните настройки не са същите като тези в реалния свят.

Въпреки това все още има няколко начина за повишаване на слънчевата ефективност:

Използвайте панели с клас монокристални клетки

Най-ефективните слънчеви панели са монокристални. Качеството на фотоволтаичните клетки е най-важният показател за ефективността на слънчевите панели в областта на слънчевите енергийни системи. Ако ефективността е жизненоважна, не пестете от качеството, докато купувате или наемате.

Клетъчните панели от по-нисък клас може да са по-евтини за придобиване, но те ще бъдат по-малко ефективни и ще произвеждат по-малко енергия. Това означава, че те ще струват повече за работа от панелите с висококачествени клетки.

Инвестирайте в антирефлексни покрития

Антирефлексните покрития позволяват на клетките да абсорбират повече светлина. Повече от 30% от светлината, която попада върху панелите, не се абсорбира и трансформира в електричество, ако не се използват антирефлексни покрития. Антирефлексните покрития се нанасят върху фотоволтаични клетки във висококачествени слънчеви панели, за да се избегне загубата на светлина поради отражение. 

Тези покрития гарантират, че колкото се може повече от слънчевите лъчи се абсорбират от панелите. Клетките с грапава повърхност също са антирефлексни. Когато търсите слънчеви панели, попитайте за процедурите, предприети за контролиране на отражението.

Наемете сертифициран монтьор на слънчева енергия

Компетентната инсталация ще осигури максимална ефективност. Освен квалификация, уверете се, че всяка инсталация, която е наета, има всички необходими лицензи и застраховка в района.

Проверете фона на всеки инсталатор или производителя за да се гарантира, че имат опит и добра репутация в областта на слънчевата енергия.

Ориентирайте слънчевите панели за максимално излагане 

Ориентирайте панелите към географски юг в северното полукълбо. Ако някой живее в южното полукълбо, неговите панели трябва да гледат на север. Това не са същите като посоките, които могат да намерят с компас, който ги изпраща към магнитните полюси, а не към географските полюси.

Посоката на панелите също се определя от това как хората използват слънчевата енергия. Например, ако някой използва слънчева енергия за захранване на дома си, енергията, събрана по-късно през деня, ще бъде по-ценна. Това може да означава завъртане на панелите леко на югозапад в северното полукълбо.

Ако слънчевите панели не могат да обърнат на юг (или на север в южното полукълбо), обърнете се на запад, където слънцето залязва. Ако няма тези опции, ориентирайте ги на изток или север (или на юг в южното полукълбо). 

Слънчевите панели могат да генерират максимална енергия, когато са обърнати директно към слънцето. Според Слънчеви ревюта, панелите, които са обърнати на юг, получават пряка слънчева светлина през целия ден, което води до максимална мощност. Въпреки това, следобед и рано вечерта по-западната позиция ще генерира повече мощност. Идеалната позиция за слънчеви панели ще се основава на количеството използвана електроенергия и цената на електроенергията. 

Панелите с южно изложение са идеални, когато програмата доставя нетно измерване 1:1, тъй като генерира максимална мощност по всяко време. Югозападната ориентация е перфектна, ако комуналното предприятие използва таксуването за време на използване, което струва допълнително, когато се използва повече енергия в домакинството. 

Изчислете най-добрия ъгъл за географската ширина

Максималната ефективност се осигурява от ъгъл, съответстващ на вашата географска ширина. Колкото по-близо са вашите панели до екватора, толкова по-високо трябва да сочат. Вашата географска ширина определя ъгъла, под който вашите панели ще получават най-директната слънчева светлина през цялата година.

Например, ако живеете в Боулдър, Колорадо, което е на 40o северна ширина, вашите панели ще бъдат най-ефективни, ако ги поставите под ъгъл 40o, обърнат към географски юг.

Ако инсталирате слънчеви панели на скатен покрив, ще трябва да вземете предвид и ъгъла. Ако вашият покрив имаше наклон 20o и имате нужда панелите ви да са под ъгъл 40o, бихте ги поставили под ъгъл 20o на покрива.

Настройте панелите за проследяване на слънцето

Вашите слънчеви панели могат да абсорбират възможно най-много енергия чрез проследяване на слънцето. Ако вашите слънчеви панели са монтирани на земята, тракерите им позволяват да се движат със слънцето, за да могат да уловят максималната слънчева светлина. 

Има обаче по-малки тракери, които позволяват на вашите панели да се извиват от изток на запад, следвайки слънцето от изгрева до залеза.

Въпреки че тази система има висока първоначална цена, ако живеете някъде, където няма много пряка слънчева светлина, повишената ефективност може да си струва.

Елиминирайте сянката

Най-ефективните слънчеви панели получават пряка слънчева светлина. През целия ден следете панелите си, за да видите дали околните дървета осигуряват сянка. По това време засенчените клетки не абсорбират никаква светлина.

Несъмнено ще трябва да правите това от време на време, особено ако живеете близо до гориста местност. Бъдете наясно с растежа, за да можете да планирате подстригвания.

Обсъдете въпроса със собственика на земята, ако дърветата не са във вашия имот. В замяна на малко власт, те може да са готови да работят върху дърветата. Слънчевите панели са предназначени да функционират най-добре при пряка слънчева светлина. Ако слънцето е скрито от дърво или друга структура, съхранението на енергията на вашата слънчева батерия и мощността на вашия масив може да бъдат значително намалени. 

Сянката е особено разрушителна за слънчевите панели, които използват стил на „струна“ на инвертора, който ограничава изхода на масива до интензитета на най-слабия панел, според Energy Sage. Дори ако само малка част от вашия масив е засенчена, резултатът от цялата инсталация може да бъде намален.

Дърветата около вашия масив трябва да бъдат подрязани или премахнати. Ако дърветата не могат да бъдат премахнати или ако част от сградата хвърля сянка, Energy Sage препоръчва използването на микроинвертор или инвертор за оптимизиране на мощността, за да увеличите максимално изхода от незащрихованите части на масива.

Намалете броя на джаджите, които използват слънчева енергия едновременно

По-малко мощност означава по-малко изразходване на вашите батерии. Като цяло, ако не работите с максимален капацитет, можете да използвате натрупаната енергия за по-дълъг период от време. Освен това е по-рентабилно да използвате по-малко електроенергия за няколко часа, отколкото максимална мощност за по-кратък период от време.

Пуснете пералнята и съдомиялната едновременно, например. Трябва също така да изключите осветлението в незаети зони и да изключите електрониката, когато не се използва.

Инсталирайте резервни батерии за съхранение на слънчева енергия 

За да спестите пари, поставете вашето хранилище и панели един до друг. Всяка енергия, която не можете да съхранявате, ще бъде загубена, което може да намали ефективността на вашите панели. 

Енергията, която вашите слънчеви панели абсорбират, се съхранява в системи за съхранение на литиево-йонни батерии, така че да можете да я използвате дори когато слънцето не грее.

Процедурата по инсталиране на соларни панели е скъпа и отнема много време. Ако инсталирате резервни батерии едновременно със слънчевите си панели, ще извлечете максимума от тях.

Почистете слънчевите панели 

С вода и мека гъба почистете панелите си. Вашите слънчеви панели ще функционират на върха си, след като направите това, тъй като по-голямата част от праха и отломките, които ги блокират, ще бъдат премахнати. 

Избягвайте водоструйни машини, тъй като те могат да навредят на повърхността на клетките. Добавете капка препарат за съдове към водата, ако имате нужда от малко допълнителна помощ, за да премахнете упорити замърсявания.

Почистването на вашите панели сами може да бъде рисковано, ако покривът ви е наистина наклонен. Поискайте препоръка за по-чисто от вашия инсталатор; предполага се, че познават някои надеждни близки фирми (може дори сами да почистват панели).

Прахът може да се натрупа върху вашите слънчеви панели с течение на времето, намалявайки тяхната ефективност. Според Национална лаборатория за възобновяема енергия, натрупването на прах може прогресивно да намали производителността на вашия масив с до 7%.

Според списанието Green Choices почистването на слънчевите панели може да бъде толкова просто, колкото изплакването им с градински маркуч, но премахването на натрупаната мръсотия може да изисква изтъркване с мека четка. Помислете за достъпност за често почистване, когато решавате къде да инсталирате.

Как да увеличим максимално слънчевата ефективност?

Микроинвертор
Източник: Beny

След инсталирането на вашите слънчеви панели сметките ви за комунални услуги намаляха. Може би обаче се питате дали има някакви начини за увеличаване на ефективността на слънчевите панели. Да, това е отговорът. Стратегиите, изброени тук, са само няколко от начините, по които можете да увеличите максимално инвестициите си в слънчева енергия.

Концентратор на слънчева енергия

Като фокусират слънчевата светлина, концентраторите на слънчева енергия ви позволяват да извлечете максимума от вашите слънчеви панели. Тези концентратори фокусират много слънчева светлина върху приемник с помощта на огледала или лещи. Концентрираната светлина се улавя от проследяващо устройство и се насочва към слънчевия панел за максимална ефективност. Можете да спестите повече пари, като се уверите, че цялата слънчева светлина се използва за генериране на електричество. Концентраторът на слънчева енергия също има предимството да съхранява ефективно енергия за използване през нощта.

Резервно копие на батерията

Можете да използвате енергията, която сте съхранили през целия ден или по време на бури, като закупите резервна система за слънчева батерия. Можете също да черпите енергия от батериите в облачни дни. Резервната система също ви позволява да намалите въглеродния отпечатък на вашия дом.

Заключение 

Сега го имате. Жилищните слънчеви панели се използват от повече домакинства от всякога, за да спестят пари и да намалят въздействието им върху околната среда. Въпреки това, човек вероятно няма да постигне оптимална ефективност по отношение на PV съхранение на енергия и производство на електричество, ако домашните слънчеви панели не са инсталирани, поддържани и наблюдавани правилно.

Тези препоръки ще спомогнат за поддържане на върхови нива на производителност и ще увеличат ефективността на слънчевите панели, спестявайки пари и намалявайки въздействието върху околната среда. Сега може би осъзнавате, че пазарът има големи нужди от продукти по отношение на съхранението и приложението на слънчева енергия в жилищни сгради и се интересувате от влизане в контакт с най-добрата предпазна екипировка за фотоволтаична система за покупка на едро.

Получете безплатна оферта

Говорете с нашия експерт