سرمایه گذاری در پانل های خورشیدی خانگی به طور پیوسته در سراسر جهان در حال رشد است. این به دلیل چند عامل است. یکی این که راندمان پنل های خورشیدی در سال های اخیر به طور قابل توجهی افزایش یافته است. با ایجاد اهداف جاه طلبانه صفر خالص توسط دولت ها، پذیرش گزینه های انرژی تجدیدپذیر برای کاهش تأثیر کربن به یک روند در دنیای امروز تبدیل شده است.
پانل های خورشیدی خانگی و لوازم جانبی منظومه شمسی ارزش پول خوبی دارند با این حال، برخی از افراد اقدامات کافی برای حفظ بازده طول عمر پنل های خورشیدی انجام نمی دهند. در نتیجه پنلهای آنها آنطور که باید برق تولید نمیکنند، که هزینه زیادی دارد.
صاحبان خانه می توانند اقدامات زیادی را برای حفظ اثربخشی ذخیره و کاربرد انرژی خورشیدی خود انجام دهند. در اینجا بهترین توصیه های ما در مورد چگونگی کارآمدتر کردن پانل های خورشیدی به طوری که بتوانیم بالاترین توان بالقوه برق را دریافت کنیم، آورده شده است.
درصد تابش انرژی خورشیدی بر روی یک دستگاه فتوولتائیک (PV) که به برق قابل استفاده تبدیل می شود، به عنوان راندمان تبدیل توان یک دستگاه شناخته می شود. PV دستگاه هدف اصلی تحقیق افزایش این راندمان تبدیل است زیرا باعث کاهش هزینه می شود PV فن آوری بنابراین آنها می توانند با سایر منابع انرژی رقابت کنند.
PV سلول ها همیشه 100% نور خورشید را به انرژی تبدیل نمی کنند. بیشتر آن در واقع از بین رفته است. ظرفیت یک سلول خورشیدی برای تبدیل نور خورشیدی که دریافت می کند برای استفاده و ذخیره انرژی باتری توسط انواع عناصر طراحی محدود شده است. با طراحی با در نظر گرفتن این جنبه ها می توان به کارایی بالاتری دست یافت.
به منظور تخمین میزان توانی که یک سلول تولید می کند، محققان عملکرد یک دستگاه فتوولتائیک (PV) را ارزیابی می کنند. جریان و ولتاژ با هم نیروی الکتریکی تولید می کنند. روابط بین گیج جریان و ولتاژ الف PV دستگاهمشخصات الکتریکی
جریان و ولتاژ تولید شده توسط یک سلول یا ماژول مطابق با قانون اهم تغییر خواهد کرد اگر مقاومت "بار" خاصی به دو پایانه دستگاه متصل شود (جریان عبوری از یک هادی بین دو نقطه مستقیماً با اختلاف پتانسیل در عرض نسبت دارد. دو نقطه). راندمان با اندازهگیری جریان و ولتاژ تولید شده برای مقاومتهای بار مختلف در حالی که سلول در معرض نور ثابت و استاندارد قرار میگیرد و دمای سلول ثابت نگه میدارد، تعیین میشود.
پرکاربردترین پارامتر برای مقایسه عملکرد یک سلول خورشیدی با دیگری راندمان است. بازده یک سلول خورشیدی به عنوان نسبت تولید انرژی به انرژی دریافتی از خورشید تعریف می شود.
علاوه بر انعکاس عملکرد سلول خورشیدی، راندمان تحت تأثیر طیف و شدت نور خورشید و همچنین دمای سلول خورشیدی است.
در نتیجه، برای مقایسه عملکرد یک دستگاه با دستگاه دیگر، پارامترهایی که بازده اندازه گیری می شود باید به دقت کنترل شوند.
سلول های خورشیدی زمینی در دمای 25 درجه سانتی گراد و در شرایط AM1.5 اندازه گیری می شوند. تحت شرایط AM0، سلول های خورشیدی طراحی شده برای کاربردهای فضایی اندازه گیری می شوند.
صفحه یافتههای کارایی سلولهای خورشیدی حاوی جدیدترین نتایج سلولهای خورشیدی با راندمان بالا است.
راندمان یک سلول خورشیدی به عنوان کسری از توان فرودی تبدیل شده به الکتریسیته تعریف می شود و به صورت زیر محاسبه می شود:
برای اندازه گیری خروجی الکتریکی یک پنل خورشیدی می توان از مولتی متر استفاده کرد. در هر مدار، یک مولتی متر جریان، مقاومت و ولتاژ را اندازه گیری می کند.
پنل خورشیدی باید نور کامل خورشید را با رو به خورشید در زاویه بهینه دریافت کند و در آن زمان وات پنل خورشیدی تعیین شود.
پنل های خورشیدی بر اساس عواملی مانند نصب، جهت گیری، شرایط آب و هوایی و غیره قادرند بیش از 22 درصد از انرژی خورشیدی را به انرژی قابل استفاده تبدیل کنند. عملکرد سیستمهای انرژی خورشیدی به میزان تابش خورشیدی که روی پانلها میتابد بستگی دارد و نتیجه آن کارایی پنل خورشیدی را مشخص میکند.
نه تمام نور خورشید که به الف می تابد سلول فتوولتائیک به برق تبدیل می شود. در واقع بیشتر آن از بین رفته است. جنبه های مختلف طراحی سلول خورشیدی به توانایی سلول برای تبدیل نور خورشیدی که دریافت می کند کمک می کند. با طراحی با در نظر گرفتن این ملاحظات می توان به کارایی بالاتری دست یافت.
سلولهای سبک با مواد جاذب شکاف باند متعدد با جدا کردن طیف خورشیدی به سطلهای کوچکتر، که هر کدام دارای محدودیت بازده ترمودینامیکی بیشتری هستند، کارایی را افزایش میدهند.
چند عامل موثر بر کارایی خورشیدی عبارتند از:
فوتون ها یا بسته های انرژی، بلوک های سازنده نور هستند و دارای انرژی ها و طول موج های مختلفی هستند. طول موج های نور خورشید که به سطح سیاره می رسد از ماوراء بنفش تا مادون قرمز است. برخی از فوتون ها با برخورد نور به سطح سلول خورشیدی منعکس می شوند، در حالی که برخی دیگر مستقیماً از آن عبور می کنند.
انرژی برخی از فوتون های جذب شده به گرما تبدیل می شود. باقیماندهها انرژی کافی برای آزاد کردن الکترونها از پیوندهای اتمی خود دارند که منجر به حاملهای بار و جریان الکتریکی میشود.
یک "حامل بار"، مانند یک الکترون با بار منفی، می تواند از طریق یک نیمه هادی به عنوان مسیری برای عبور جریان الکتریکی از آن عبور کند. یک "سوراخ" که نشان دهنده عدم وجود الکترون در ماده است و به عنوان حامل بار مثبت عمل می کند، نوع دیگری از چنین حامل بار است.
یک الکترون ممکن است پس از تماس با یک حفره دوباره ترکیب شود و مشارکت آنها در جریان الکتریکی را خنثی کند.
روشی که توسط آن الکتریسیته در یک سلول خورشیدی تولید میشود، با نوترکیب مستقیم معکوس میشود، که در آن الکترونها و حفرههای تولید شده از نور با هم برخورد میکنند، دوباره ترکیب میشوند و فوتون ساطع میکنند. یکی از اصلی ترین مواردی است که مانع بهره وری می شود.
هنگامی که الکترون ها یا حفره ها با یک ناخالصی، نقص در ساختار بلوری یا یک رابط تماس پیدا می کنند، این فرآیند به عنوان نوترکیب غیر مستقیم شناخته می شود. این اجازه می دهد تا انرژی به صورت گرما آزاد شود.
دماهای پایین معمولاً برای سلول های خورشیدی بهترین هستند. یک افزایش متوسط در جریان تولید می شود اما کاهش بسیار بیشتری در ولتاژ در نتیجه تغییر ویژگی های نیمه هادی ناشی از دماهای بالاتر ایجاد می شود.
افزایش شدید دما همچنین می تواند به مواد موجود در سلول و سایر ماژول ها آسیب برساند و طول عمر آنها را کاهش دهد. از آنجایی که بیشتر نور خورشید که به سلولها میتابد به گرما تبدیل میشود، مدیریت حرارتی مؤثر کارایی و طول عمر را افزایش میدهد.
با کاهش میزان نور منعکس شده از سطح سلول، کارایی را می توان بهبود بخشید. به عنوان مثال، سیلیکونی که درمان نشده است، بیش از 30 درصد نوری را که به آن برخورد می کند، منعکس می کند. انعکاس با پوشش های ضد انعکاس و سطوح بافت کاهش می یابد. رنگ آبی تیره یا سیاه نشان دهنده یک سلول با کارایی بالا است.
هنگامی که کمبود فضا وجود دارد، بهره وری بسیار مهم است. اگر مردم خانهای با صفر خالص بخواهند و بخواهند که پشت بام آنها تمام برق مورد نیاز یک خانوار را تولید کند، ممکن است فضای زیادی در دسترس نباشد.
اکثر سیستمهای خورشیدی مسکونی روی سقف نصب میشوند، اما همه سقفها به دلیل سایهها و خطوط سقف دشوار که نصب پانلها را محدود میکند، برای تولید انرژی خورشیدی مناسب نیستند.
برای تولید حداکثر انرژی، قرار دادن پنل های خورشیدی در زاویه ای به سمت جنوب نیز مطلوب است. مقدار کلی انرژی که می تواند ایجاد شود با استفاده از پانل های موثرتر افزایش می یابد.
از آنجایی که پیشرفتهای فناوری آیندهنگر جدید تولید انرژی بیشتری را در فضای کمتر ارائه میدهند، افزایش راندمان پنلهای خورشیدی اغلب به تیتر اخبار تبدیل میشود. مقدار انرژی که می تواند از مقدار مشخصی از نور خورشید تولید شود را این بازده می گویند. این سیستم هر چه کارآمدتر باشد ممکن است انرژی بیشتری تولید کند.
راندمان پنل های خورشیدی هرگز بالاتر نبوده است. در نتیجه، اکنون پنلهای خورشیدی با راندمان بالا بیش از هر زمان دیگری در دسترس هستند و از این رو برای خانوادهها برای افزایش کارایی خورشیدی نیز مهم است.
هنگامی که انرژی خورشیدی را به عنوان یک منبع انرژی قابل دوام در نظر می گیریم، کارایی یک پنل خورشیدی بسیار مهم است. هرچه راندمان بهتر باشد، نصب مقرون به صرفه تر خواهد بود.
با این حال، تحقیقات در حال انجام در حال به بار آوردن میوه است و حوزه اصلی تمرکز، پیشرفت این فناوری و افزایش کارایی سلول های خورشیدی است.
بسیار مهم است که بدانیم کارایی یک سلول خورشیدی منفرد با اثربخشی پنل های خورشیدی (ماژول ها) به عنوان یک کل مطابقت ندارد. راندمان سلول های خورشیدی گاهی اوقات می تواند از 42 درصد فراتر رود در حالی که راندمان پنل های خورشیدی معمولاً بین 15 تا 20 درصد است.
با این حال، مگر اینکه به طور خاص مشخص شده باشد، آزمایش های آزمایشگاهی برای سنجش عملکرد سلول های خورشیدی استفاده می شود. در نتیجه، حتی اگر 42 درصد عملکرد قابل توجهی است، مصرف کنندگان خانگی ممکن است از آن استفاده نکنند زیرا تنظیمات آزمایشگاهی با تنظیمات موجود در دنیای واقعی یکسان نیست.
با این حال، هنوز چند راه برای افزایش بهره وری خورشیدی وجود دارد:
کارآمدترین پنل های خورشیدی تک کریستالی هستند. کیفیت سلول های فتوولتائیک مهم ترین پیش بینی کننده کارایی پنل های خورشیدی در زمینه سیستم های انرژی خورشیدی است. اگر بهره وری حیاتی است، در هنگام خرید یا اجاره از کیفیت صرفه جویی نکنید.
پانل های سلولی درجه پایین ممکن است هزینه کمتری داشته باشند، اما کارایی کمتری دارند و انرژی کمتری تولید می کنند. این بدان معناست که هزینه اجرای آنها بیشتر از پانل هایی با سلول های با کیفیت بالا است.
پوشش های ضد انعکاس سلول ها را قادر می سازد نور بیشتری جذب کنند. اگر از پوشش های ضد انعکاس استفاده نشود، بیش از 30 درصد نوری که به پانل ها برخورد می کند جذب نمی شود و به الکتریسیته تبدیل می شود. پوششهای ضد انعکاس روی سلولهای فتوولتائیک در پنلهای خورشیدی با کیفیت بالا اعمال میشوند تا از اتلاف نور در اثر انعکاس جلوگیری کنند.
این پوشش ها تضمین می کنند که تا حد ممکن اشعه های خورشید توسط پانل ها جذب می شود. سلول های دارای سطوح ناهموار نیز ضد انعکاس هستند. هنگامی که به دنبال پنل های خورشیدی هستید، در مورد روش های انجام شده برای کنترل بازتاب پرس و جو کنید.
نصب شایسته حداکثر کارایی را تضمین می کند. به غیر از صلاحیت، اطمینان حاصل کنید که هر تاسیساتی که به کار گرفته می شود دارای تمام مجوزها و بیمه های لازم در منطقه باشد.
پس زمینه هر نصب کننده یا سازنده اطمینان حاصل شود که آنها تجربه و شهرت خوبی در زمینه انرژی خورشیدی دارند.
پانل های رو به جنوب جغرافیایی در نیمکره شمالی را جهت دهید. اگر فردی در نیمکره جنوبی زندگی می کند، پانل های او باید رو به شمال باشد. اینها با جهت هایی که ممکن است با قطب نما پیدا کنند، یکسان نیستند، قطب نما آنها را به سمت قطب های مغناطیسی می فرستد تا قطب های جغرافیایی.
جهت پانل ها نیز بر اساس نحوه استفاده مردم از انرژی خورشیدی تعیین می شود. به عنوان مثال، اگر شخصی برای تامین انرژی خانه خود از انرژی خورشیدی استفاده کند، انرژی جمع آوری شده در روز بعد ارزشمندتر خواهد بود. این ممکن است به معنای چرخش پانل ها به سمت جنوب غربی در نیمکره شمالی باشد.
اگر صفحات خورشیدی نمی توانند به سمت جنوب (یا شمال در نیمکره جنوبی) قرار گیرند، به سمت غرب، جایی که خورشید غروب می کند، قرار بگیرید. اگر آن گزینه ها وجود ندارد، آنها را به سمت شرق یا شمال (یا جنوب در نیمکره جنوبی) قرار دهید.
پانل های خورشیدی می توانند حداکثر انرژی را زمانی که مستقیماً رو به خورشید باشند تولید کنند. مطابق با بررسی های خورشیدیپانل هایی که رو به جنوب هستند در تمام طول روز نور مستقیم خورشید را دریافت می کنند که منجر به حداکثر خروجی می شود. با این حال، در بعد از ظهر و اوایل عصر، موقعیت غربی تر، قدرت بیشتری تولید می کند. موقعیت ایده آل برای پنل های خورشیدی بر اساس میزان مصرف برق و قیمت برق خواهد بود.
پانل های رو به جنوب زمانی ایده آل هستند که ابزار اندازه گیری خالص 1:1 را ارائه می دهد زیرا حداکثر توان را در هر زمان تولید می کند. جهتگیری جنوبغربی عالی است اگر شرکت برق از زمان استفاده از صورتحساب استفاده کند که وقتی برق بیشتری در خانه مصرف میشود هزینه اضافی دارد.
حداکثر اثربخشی با زاویه ای مطابق با عرض جغرافیایی شما تضمین می شود. هر چه پانل های شما به خط استوا نزدیکتر باشند، باید به سمت بالاتر قرار گیرند. عرض جغرافیایی شما زاویه ای را تعیین می کند که در آن پانل های شما بیشترین نور مستقیم خورشید را در طول سال دریافت می کنند.
به عنوان مثال، اگر در بولدر، کلرادو، که در عرض جغرافیایی 40 درجه شمالی است، زندگی می کنید، اگر پانل های شما را در زاویه 40 درجه رو به جنوب جغرافیایی قرار دهید، کارآمدتر خواهند بود.
اگر پنل های خورشیدی را روی سقف شیبدار نصب می کنید، باید زاویه را نیز در نظر بگیرید. اگر سقف شما دارای شیب 20 درجه بود و نیاز داشتید که پانل های خود را در زاویه 40 درجه قرار دهید، آنها را با زاویه 20 درجه روی سقف قرار دهید.
پنل های خورشیدی شما می توانند بیشترین انرژی ممکن را با ردیابی خورشید جذب کنند. اگر پنلهای خورشیدی شما روی زمین نصب شدهاند، ردیابها به آنها اجازه میدهند با خورشید حرکت کنند تا بتوانند حداکثر نور خورشید را جذب کنند.
با این حال، ردیابهای کوچکتری وجود دارند که پانلهای شما را قادر میسازند از شرق به غرب قوس شوند و از زمانی که خورشید طلوع میکند تا هنگام غروب آن را دنبال کنند.
اگرچه این سیستم هزینه اولیه بالایی دارد، اما اگر در جایی زندگی میکنید که آفتاب مستقیم زیادی دریافت نمیکند، کارایی افزایش یافته ممکن است ارزشش را داشته باشد.
موثرترین پنل های خورشیدی نور مستقیم خورشید را دریافت می کنند. در طول روز، مراقب پانل های خود باشید تا ببینید آیا درختان اطراف سایه دارند یا خیر. سلول های سایه دار در آن زمان هیچ نوری را جذب نمی کنند.
بدون شک باید این کار را در مواقعی انجام دهید، به خصوص اگر در نزدیکی یک منطقه جنگلی زندگی می کنید. از رشد آن آگاه باشید تا بتوانید اصلاحات را برنامه ریزی کنید.
اگر درختان در ملک شما نیستند، موضوع را با مالک زمین در میان بگذارید. در ازای مقداری قدرت، آنها ممکن است مایل باشند روی درختان کار کنند. پنل های خورشیدی در نظر گرفته شده اند تا در زیر نور مستقیم خورشید بهترین عملکرد را داشته باشند. اگر خورشید توسط یک درخت یا ساختار دیگری پوشیده شود، ذخیره انرژی باتری خورشیدی و خروجی آرایه شما ممکن است به میزان قابل توجهی کاهش یابد.
به گفته Energy Sage، سایه به ویژه برای پانلهای خورشیدی که از سبک «رشتهای» اینورتر استفاده میکنند، مخرب است، که خروجی آرایه را به شدت ضعیفترین پنل محدود میکند. حتی اگر تنها بخش کوچکی از آرایه شما سایه دار باشد، خروجی کل نصب ممکن است کاهش یابد.
درختان اطراف آرایه شما باید هرس یا حذف شوند. اگر درختان را نمی توان برداشت یا اگر قطعه ای از ساختمان سایه انداخته است، Energy Sage استفاده از ریز مبدل یا اینورتر بهینه ساز قدرت برای به حداکثر رساندن خروجی از بخش های بدون سایه آرایه.
انرژی کمتر به معنای تخلیه کمتر باتری شماست. به طور کلی، اگر با حداکثر ظرفیت کار نمی کنید، می توانید از انرژی ذخیره شده خود برای مدت زمان بیشتری استفاده کنید. همچنین مصرف برق کمتر برای چندین ساعت به جای حداکثر توان برای مدت زمان کوتاهتر مقرون به صرفهتر است.
مثلاً ماشین لباسشویی و ظرفشویی را همزمان روشن کنید. همچنین باید چراغها را در مکانهای خالی خاموش کنید و در صورت عدم استفاده، وسایل الکترونیکی را از برق بکشید.
برای صرفه جویی در هزینه، فضای ذخیره سازی و پانل های خود را در کنار یکدیگر قرار دهید. هر انرژی که نمی توانید ذخیره کنید از بین می رود که می تواند کارایی پانل های شما را کاهش دهد.
انرژی ای که پنل های خورشیدی شما جذب می کنند در سیستم های ذخیره باتری لیتیوم یون ذخیره می شود تا بتوانید حتی زمانی که خورشید نمی تابد از آن استفاده کنید.
مراحل نصب پنل های خورشیدی پرهزینه و زمان بر است. اگر باتری های پشتیبان را همزمان با پنل های خورشیدی خود نصب کنید، بیشترین بهره را از آنها خواهید برد.
با آب و یک اسفنج نرم، پانل های خود را تمیز کنید. پانل های خورشیدی شما پس از انجام این کار در اوج عملکرد خود خواهند بود زیرا اکثر گرد و غبار و زباله های مسدود کننده آنها از بین می رود.
از واشرهای تحت فشار خودداری کنید زیرا می توانند به سطح سلول آسیب برسانند. اگر برای از بین بردن کثیفی های سرسخت به کمک کمی نیاز دارید، یک قطره مایع ظرفشویی به آب خود اضافه کنید.
اگر سقف شما واقعاً شیب دار باشد، تمیز کردن پانل های خود می تواند خطرناک باشد. از نصاب خود توصیه تمیزتری بخواهید. آنها احتمالاً برخی از مشاغل قابل اعتماد اطراف را می شناسند (حتی ممکن است خود پانل ها را تمیز کنند).
گرد و غبار می تواند در طول زمان روی صفحات خورشیدی شما جمع شود و عملکرد آنها را کاهش دهد. بر اساس آزمایشگاه ملی انرژی تجدید پذیر، تجمع گرد و غبار می تواند به تدریج عملکرد آرایه شما را تا 7٪ کاهش دهد.
طبق مجله Green Choices، تمیز کردن پنلهای خورشیدی میتواند به سادگی شستن آنها با شلنگ باغبانی باشد، با این حال، از بین بردن آلودگیهای انباشته شده ممکن است نیاز به شستشو با یک برس نرم داشته باشد. هنگام تصمیم گیری در مورد محل نصب، دسترسی به تمیز کردن مکرر را در نظر بگیرید.
از زمان نصب پنل های خورشیدی شما، قبوض آب و برق شما کاهش یافته است. با این حال، ممکن است بپرسید که آیا راههایی برای افزایش کارایی پنلهای خورشیدی وجود دارد؟ بله جواب است. استراتژی هایی که در اینجا ذکر شده اند، تنها چند روش هستند که می توانید سرمایه گذاری خورشیدی خانه خود را به حداکثر برسانید.
با تمرکز نور خورشید، متمرکز کننده های انرژی خورشیدی شما را قادر می سازند تا بیشترین بهره را از پانل های خورشیدی خود ببرید. این متمرکز کننده ها با استفاده از آینه یا لنز، نور خورشید زیادی را روی گیرنده متمرکز می کنند. نور متمرکز توسط یک دستگاه ردیاب گرفته شده و برای حداکثر اثربخشی به سمت پنل خورشیدی هدایت می شود. با اطمینان از اینکه تمام نور خورشید برای تولید برق استفاده می شود، می توانید پول بیشتری پس انداز کنید. یک متمرکز کننده انرژی خورشیدی همچنین دارای مزیت ذخیره سازی موثر انرژی برای استفاده در شب است.
با خرید یک سیستم باتری خورشیدی پشتیبان می توانید از انرژی ذخیره شده در طول روز یا در هنگام طوفان استفاده کنید. همچنین می توانید در روزهای ابری از باتری ها برق بگیرید. یک سیستم پشتیبان همچنین شما را قادر می سازد تا ردپای کربن خانه خود را کاهش دهید.
شما اکنون آن را دارید. پانلهای خورشیدی مسکونی برای صرفهجویی در هزینهها و کاهش اثرات زیستمحیطی آنها، بیشتر از همیشه توسط خانوادهها استفاده میشود. با این حال، به احتمال زیاد نمی توان از نظر کارایی بهینه به دست آورد PV ذخیره انرژی و خروجی برق در صورتی که پنل های خورشیدی خانگی به درستی نصب، نگهداری و نظارت نشوند.
این توصیه ها به حفظ سطح عملکرد اوج و افزایش کارایی پنل خورشیدی، صرفه جویی در هزینه و کاهش اثرات زیست محیطی کمک می کند. اکنون، ممکن است متوجه شوید که بازار نیازهای زیادی به محصولات مربوط به ذخیره و کاربرد انرژی خورشیدی مسکونی دارد و علاقه مند به تماس گرفتن با بهترین تجهیزات ایمنی سیستم فتوولتائیک برای خرید عمده.