Zvýšení domácího solárního úložiště a účinnosti aplikací 101

Home Zvýšení domácího solárního úložiště a účinnosti aplikací 101
Publikováno: 08. 07. 2022 Upraveno: 28. června 2024
Sdílet:

Investice do domácích solárních panelů po celém světě neustále rostou. To je způsobeno několika faktory. Jedním z nich je, že účinnost solárních panelů se v posledních letech výrazně zvýšila. S vládami, které stanovují ambiciózní cíle s nulovou čistotou, se v dnešním světě stalo trendem využívání možností obnovitelné energie ke snížení dopadu uhlíku.

Domácí solární panely a příslušenství solárního systému mají dobrou hodnotu za peníze. Někteří lidé však nepřijímají dostatečná opatření, aby zachovali životnost solárních panelů. Jejich panely v důsledku toho nevyrábějí tolik elektřiny, kolik by měly, což stojí peníze. 

Majitelé domů mohou podniknout řadu opatření, aby zachovali účinnost skladování a aplikace solární energie. Zde jsou naše nejlepší doporučení, jak zvýšit účinnost solárních panelů, abychom mohli získat nejvyšší potenciální elektrický výkon.

Co je solární účinnost? 

Procento sluneční energie svítící na fotovoltaickém (PV) zařízení, které se přeměňuje na použitelnou elektřinu, je známé jako účinnost přeměny energie PV přístroj. Hlavním cílem výzkumu je zvýšit tuto účinnost konverze, protože to snižuje náklady PV technologie tak mohou konkurovat jiným zdrojům energie.

PV buňky ne vždy přeměňují 100 % slunečního svitu na energii. Většina z toho je ve skutečnosti pryč. Schopnost solárního článku přeměnit sluneční světlo, které přijímá pro aplikaci a skladování energie baterie je omezeno řadou designových prvků. Vyšší účinnosti lze dosáhnout při navrhování s ohledem na tyto aspekty.

Aby bylo možné odhadnout množství energie, kterou článek vyprodukuje, vědci vyhodnotí výkon fotovoltaického (PV) zařízení. Proud a napětí společně vytvářejí elektrickou energii. Vztahy mezi měřidlem proudu a napětí a PV zařízeníelektrické vlastnosti. 

Proud a napětí generované článkem nebo modulem se změní v souladu s Ohmovým zákonem, pokud je ke dvěma svorkám zařízení připojen určitý „zátěžový“ odpor (proud procházející vodičem mezi dvěma body je přímo úměrný rozdílu potenciálu dva body). Účinnost je určována měřením proudu a napětí generovaného pro různé zátěžové odpory při vystavení článku konstantní standardní úrovni světla a udržování stálé teploty článku.

Jak měřit solární účinnost?

Solární panely
Zdroj: Pinterest 

Nejpoužívanějším parametrem pro srovnání výkonu jednoho solárního článku s druhým je účinnost. Účinnost solárního článku je definována jako poměr produkce energie k energii přicházející ze slunce. 

Kromě odrazu výkonu solárního článku je účinnost ovlivněna spektrem a intenzitou dopadajícího slunečního záření a také teplotou solárního článku. 

V důsledku toho, aby bylo možné porovnat výkon jednoho zařízení s druhým, musí být pečlivě kontrolovány parametry, podle kterých se účinnost měří. 

Pozemní solární články se měří při teplotě 25 °C a za podmínek AM1.5. Za podmínek AM0 se měří solární články určené pro vesmírné aplikace.

Stránka Zjištění účinnosti solárních článků obsahuje nejnovější výsledky nejvyšší účinnosti solárních článků.

Účinnost solárního článku je definována jako podíl dopadajícího výkonu přeměněného na elektřinu a vypočítává se takto:

image2

K měření elektrického výkonu solárního panelu lze použít multimetr. V každém obvodu měří multimetr proud, odpor a napětí.

Solární panel by měl přijímat plné sluneční světlo otočením ke slunci pod optimálním úhlem a v té době by měl být určen příkon solárního panelu.

Faktory ovlivňující solární účinnost

Solární slučovač
Zdroj: Beny

Solární panely jsou schopny přeměnit více než 22 % solární energie na využitelnou energii na základě faktorů, jako je instalace, orientace, povětrnostní podmínky atd. Výkon solárních systémů závisí na množství slunečního záření, které dopadá na panely a jeho výsledek určuje účinnost solárních panelů.

Ne všechno sluneční světlo, které dopadá na a fotovoltaický článek se přeměňuje na elektřinu. Ve skutečnosti se většina z toho ztratila. Různé aspekty konstrukce solárních článků přispívají ke schopnosti článku přeměňovat sluneční světlo, které přijímá. Vyšší účinnosti lze dosáhnout při navrhování s ohledem na tyto úvahy.

Světelné články s vícepásmovými absorpčními materiály zvyšují účinnost rozdělením slunečního spektra do menších zásobníků, z nichž každý má vyšší limit termodynamické účinnosti.

Na účinnost solárního systému má vliv několik faktorů:

Vlnová délka

Fotony nebo energetické balíčky jsou stavebními kameny světla a přicházejí v různých energiích a vlnových délkách. Vlnové délky slunečního světla, které dopadá na povrch planety, se pohybují od ultrafialového po infračervené. Některé fotony se odrážejí, když světlo dopadne na povrch solárního článku, zatímco jiné procházejí přímo skrz. 

Energie některých absorbovaných fotonů se přemění na teplo. Zbývající mají dostatečnou energii k uvolnění elektronů z jejich atomových vazeb, což má za následek nosiče náboje a elektrický proud.

Rekombinace

„Nosič náboje“, jako je záporně nabitý elektron, se může pohybovat polovodičem jako jedna cesta, kterou jím prochází elektrický proud. „Díra“, která označuje nepřítomnost elektronu v materiálu a funguje jako kladný nosič náboje, je dalším typem takového nosiče náboje. 

Elektron se může po kontaktu s dírou znovu spojit, čímž se zruší jejich příspěvek k elektrickému proudu. 

Metoda, kterou se vyrábí elektřina v solárním článku, je obrácena přímou rekombinací, při které se světlem generované elektrony a díry srážejí, rekombinují a emitují foton. Je to jedna z hlavních věcí, které brzdí produktivitu.

Když se elektrony nebo díry dostanou do kontaktu s nečistotou, vadou v krystalové struktuře nebo rozhraním, proces je znám jako nepřímá rekombinace. To umožňuje, aby se energie uvolnila jako teplo.

teplota

Nízké teploty jsou pro solární články obvykle nejlepší. Dochází k mírnému zvýšení proudu, ale k mnohem většímu poklesu napětí v důsledku posunu polovodičových charakteristik způsobených vyššími teplotami. 

Extrémní zvýšení teploty může také poškodit materiály v článku a dalších modulech a zkrátit jejich životnost. Protože se většina slunečního záření, které dopadá na články, přeměňuje na teplo, efektivní tepelné řízení zvyšuje účinnost a životnost.

Odraz

Snížením množství světla odraženého od povrchu článku lze zlepšit účinnost. Například křemík, který nebyl ošetřen, odráží více než 30 % světla, které na něj dopadá. Odraz snižují antireflexní vrstvy a texturované povrchy. Tmavě modrá nebo černá barva bude indikovat vysoce účinný článek.

Proč potřebujeme zvýšit solární účinnost?

Fungování solárních panelů
Zdroj: Pinterest

Při nedostatku místa je rozhodující efektivita. Pokud lidé chtějí dům s nulovou čistou sítí a chtějí, aby jejich střecha vyráběla veškerou elektřinu, kterou domácnost potřebuje, nemusí být k dispozici mnoho místa.

Většina obytných solárních systémů je namontována na střeše, ale ne všechny střechy jsou vhodné pro výrobu solární energie kvůli zastínění a obtížným liniím střech, které omezují instalaci panelů. 

Pro maximální výrobu energie je také žádoucí umístit solární panely šikmo k jihu. Celkové množství energie, které lze vytvořit, poroste s použitím účinnějších panelů.

Vzhledem k tomu, že nové perspektivní technologické pokroky nabízejí větší produkci energie na menším prostoru, zvýšení účinnosti solárních panelů se často dostává do novinových titulků. Množství energie, které lze vyrobit z určitého množství slunečního záření, se nazývá tato účinnost. Systém může produkovat více energie, čím je efektivnější.

Účinnost solárních panelů nikdy nebyla vyšší. Výsledkem je, že je nyní k dispozici více vysoce účinných solárních panelů než kdykoli předtím, a proto je také důležité pro domácnosti zvýšit solární účinnost.

Způsoby, jak zvýšit solární účinnost

Způsoby, jak zvýšit solární účinnost
Zdroj: Pinterest

Při zvažování solární energie jako životaschopného zdroje energie je rozhodující účinnost solárního panelu; čím lepší účinnost, tím dostupnější by instalace byla. 

Pokračující výzkum však přináší ovoce a klíčovou oblastí koncentrace je pokrok této technologie a zvýšení účinnosti solárních článků.

Je důležité si uvědomit, že účinnost jednoho solárního článku neodpovídá účinnosti solárních panelů (modulů) jako celku. Účinnost solárních článků může někdy přesáhnout 42 procent, zatímco účinnost solárních panelů je obvykle mezi 15 a 20 procenty.

Pokud však není výslovně uvedeno jinak, k měření výkonu solárních článků se používá laboratorní testování. V důsledku toho, i když 42 procent je pozoruhodný výkon, domácí spotřebitelé to nemusí používat, protože laboratorní nastavení nejsou stejná jako v reálném světě.

Stále však existuje několik způsobů, jak zvýšit solární účinnost:

Použijte panely s kvalitními monokrystalickými články

Nejúčinnější solární panely jsou monokrystalické. Kvalita fotovoltaických článků je nejdůležitějším prediktorem účinnosti solárních panelů v oblasti solárních energetických systémů. Pokud je efektivita životně důležitá, nešetřete na kvalitě při nákupu nebo leasingu.

Pořízení buněčných panelů nižší třídy může být levnější, ale budou méně účinné a produkují méně energie. To znamená, že jejich provoz bude dražší než panely s vysoce kvalitními články.

Investujte do antireflexních vrstev

Antireflexní vrstvy umožňují buňkám absorbovat více světla. Více než 30 % světla, které dopadá na panely, není absorbováno a přeměněno na elektřinu, pokud nejsou použity antireflexní vrstvy. Na fotovoltaické články ve vysoce kvalitních solárních panelech jsou aplikovány antireflexní vrstvy, aby nedocházelo ke ztrátám světla odrazem. 

Tyto povlaky zajišťují, že panely absorbují co nejvíce slunečních paprsků. Články s drsným povrchem jsou také antireflexní. Při hledání solárních panelů se zeptejte na postupy řízení odrazu.

Najměte si certifikovaného solárního instalátora

Kompetentní instalace zajistí maximální účinnost. Kromě kvalifikace zajistěte, aby každá použitá instalace měla všechny potřebné licence a pojištění v dané oblasti.

Zkontrolujte pozadí libovolného instalátoru popř výrobce zajistit, aby měli zkušenosti a dobrou pověst v oblasti solární energie.

Orientujte solární panely pro maximální expozici 

Nasměrujte panely na severní polokouli tak, aby směřovaly geograficky na jih. Pokud někdo žije na jižní polokouli, jeho panely by měly směřovat na sever. Nejsou to stejné jako směry, které by mohli najít pomocí kompasu, který je posílá spíše k magnetickým pólům než k geografickým pólům.

Směr panelů je také určen tím, jak lidé využívají sluneční energii. Pokud například někdo použil solární energii k napájení svého domova, energie získaná později během dne bude cennější. To může znamenat otočení panelů mírně na jihozápad na severní polokouli.

Pokud solární panely nemohou směřovat na jih (nebo na sever na jižní polokouli), směřujte na západ, kde zapadá slunce. Pokud tyto možnosti nejsou, orientujte je na východ nebo sever (nebo na jih na jižní polokouli). 

Solární panely mohou generovat maximum energie, když jsou obráceny přímo ke slunci. Podle Solární recenzePanely směřující na jih dostávají po celý den přímé sluneční světlo, což má za následek maximální výkon. Odpoledne a podvečer však bude více energie generovat západnější poloha. Ideální poloha pro solární panely bude vycházet z množství spotřebované elektřiny a ceny elektřiny. 

Panely orientované na jih jsou ideální, když utilita poskytuje čisté měření 1:1, protože vždy generuje maximální výkon. Jihozápadní orientace je dokonalá, pokud elektrárenská společnost využívá účtování doby používání, které stojí navíc při větší spotřebě energie v domácnosti. 

Vypočítejte nejlepší úhel pro zeměpisnou šířku

Maximální účinnost je zajištěna úhlem odpovídajícím vaší zeměpisné šířce. Čím blíže jsou vaše panely k rovníku, tím výše by měly směřovat. Vaše zeměpisná šířka určuje úhel, pod kterým budou vaše panely během roku dostávat nejvíce přímého slunečního světla.

Pokud například bydlíte v Boulderu v Coloradu, což je na 40o severní šířky, vaše panely budou nejúčinnější, když je umístíte pod úhlem 40o směrem k jihu.

Pokud instalujete solární panely na šikmou střechu, budete muset vzít v úvahu i úhel. Pokud by vaše střecha měla sklon 20o a potřebovali byste, aby vaše panely byly v úhlu 40o, umístili byste je na střechu pod úhlem 20o.

Nastavte panely tak, aby sledovaly slunce

Vaše solární panely mohou absorbovat největší možnou energii sledováním slunce. Pokud jsou vaše solární panely namontované na zemi, sledovací zařízení je nechá pohybovat se sluncem, aby mohly zachytit maximum slunečního světla. 

Existují však menší sledovací zařízení, která umožňují vašim panelům oblouk z východu na západ a sledovat slunce od jeho východu až po západ.

I když má tento systém vysoké počáteční náklady, pokud žijete někde, kam nedostává mnoho přímého slunečního svitu, může se vyšší účinnost vyplatit.

Odstraňte stín

Nejúčinnější solární panely dostávají přímé sluneční světlo. Během dne sledujte své panely, abyste zjistili, zda nějaké okolní stromy neposkytují stín. Stínované buňky v té době neabsorbují žádné světlo.

Nepochybně to budete muset příležitostně udělat, zvláště pokud žijete v blízkosti zalesněné oblasti. Buďte si vědomi růstu, abyste mohli plánovat střihy.

Pokud stromy nejsou na vašem pozemku, prodiskutujte záležitost s vlastníkem pozemku. Výměnou za nějakou sílu by mohli být ochotni pracovat na stromech. Solární panely jsou určeny k tomu, aby fungovaly nejlépe na přímém slunci. Pokud je slunce zakryto stromem nebo jinou strukturou, skladování energie vaší solární baterie a výkon vašeho pole se mohou výrazně snížit. 

Stín je zvláště destruktivní pro solární panely, které používají „strunový“ styl invertoru, který omezuje výkon pole na intenzitu nejslabšího panelu, podle Energy Sage. I když je zastíněna pouze malá část vašeho pole, může se snížit výkon celé instalace.

Stromy kolem pole by měly být prořezány nebo odstraněny. Pokud stromy nelze odstranit nebo pokud část budovy vrhá stín, Energy Sage doporučuje použít a mikroinvertor nebo invertor pro optimalizaci výkonu pro maximalizaci výstupu z nezastíněných částí pole.

Snižte počet přístrojů, které současně využívají solární elektřinu

Méně energie znamená menší spotřebu baterií. Obecně platí, že pokud nepracujete na maximální kapacitu, můžete svou uloženou energii využívat po delší dobu. Je také nákladově efektivnější spotřebovávat méně elektřiny po několik hodin než maximální výkon po kratší dobu.

Spusťte například pračku a myčku současně. Měli byste také zhasnout světla v neobydlených oblastech a odpojit elektroniku, když ji nepoužíváte.

Nainstalujte záložní baterie pro uložení solární energie 

Chcete-li ušetřit peníze, umístěte úložiště a panely vedle sebe. Veškerá energie, kterou nemůžete uložit, se ztratí, což může snížit účinnost vašich panelů. 

Energie, kterou vaše solární panely pohltí, se ukládá do lithium-iontových akumulátorových systémů, takže ji můžete využít, i když slunce nesvítí.

Postup instalace solárních panelů je drahý a časově náročný. Pokud nainstalujete záložní baterie současně se solárními panely, získáte z nich maximum.

Vyčistěte solární panely 

Očistěte panely vodou a měkkou houbou. Vaše solární panely budou poté fungovat na svém vrcholu, protože většina prachu a nečistot, které je blokují, bude odstraněna. 

Vyhněte se tlakovým myčkám, protože mohou poškodit povrch buněk. Pokud potřebujete další pomoc k odstranění odolných nečistot, přidejte do vody kapku mycího prostředku na nádobí.

Čištění panelů svépomocí může být riskantní, pokud je vaše střecha opravdu šikmá. Požádejte svého instalačního technika o doporučení čističe; pravděpodobně znají nějaké spolehlivé blízké podniky (mohou dokonce sami čistit panely).

Na vašich solárních panelech se může časem hromadit prach, což snižuje jejich výkon. Podle Národní laboratoř pro obnovitelné zdroje energiehromadění prachu může postupně snížit výkon vašeho pole až o 7 %.

Podle časopisu Green Choices může být čištění solárních panelů tak jednoduché, jako jejich opláchnutí zahradní hadicí, k odstranění nahromaděných nečistot však může být nutné drhnutí měkkým kartáčem. Při rozhodování o umístění vezměte v úvahu dostupnost pro časté čištění.

Jak maximalizovat solární účinnost?

Mikroinvertor
Zdroj: Beny

Od instalace vašich solárních panelů se vaše účty za energie snížily. Možná se však ptáte, zda existují nějaké způsoby, jak zvýšit účinnost solárních panelů. Ano, to je odpověď. Zde uvedené strategie jsou jen některé ze způsobů, jak můžete maximalizovat svou domácí solární investici.

Koncentrátor solární energie

Zaměřením slunečního světla vám solární koncentrátory energie umožní získat ze solárních panelů maximum. Tyto koncentrátory zaměřují velké množství slunečního světla na přijímač pomocí zrcadel nebo čoček. Koncentrované světlo je zachyceno sledovacím zařízením a nasměrováno směrem k solárnímu panelu pro maximální účinnost. Můžete ušetřit více peněz tím, že zajistíte, aby bylo veškeré sluneční záření využito k výrobě elektřiny. Solární koncentrátor energie má také výhodu v tom, že efektivně ukládá energii pro použití v noci.

Záložní baterie

Energii, kterou jste si uložili během dne nebo během bouřky, můžete využít zakoupením záložního systému solární baterie. Energii z baterií můžete čerpat i v zatažených dnech. Záložní systém také umožňuje snížit uhlíkovou stopu vašeho domova.

Závěr 

Teď to máš. Rezidenční solární panely používá více domácností než kdy jindy, aby ušetřily peníze a snížily jejich dopad na životní prostředí. Nicméně, jeden pravděpodobně nedosáhne optimální účinnosti, pokud jde o PV akumulaci energie a výstupu elektřiny, pokud domácí solární panely nejsou správně nainstalovány, udržovány a monitorovány.

Tato doporučení by pomohla udržet špičkové úrovně výkonu a zvýšit účinnost solárních panelů, ušetřit peníze a snížit dopad na životní prostředí. Nyní si možná uvědomíte, že trh má velkou potřebu produktů týkajících se skladování a aplikace solární energie v domácnostech, a zajímá vás to být v kontaktu se špičkovým bezpečnostním zařízením fotovoltaického systému pro hromadný nákup.

Získejte bezplatnou nabídku

Promluvte si s naším odborníkem