Aurinkosähkövarastoinnin ja -sovellusten tehokkuuden parantaminen kotona 101

Etusivu Aurinkosähkövarastoinnin ja -sovellusten tehokkuuden parantaminen kotona 101
Julkaistu: 2022-08-07 Muokattu: 28. kesäkuuta 2024
Jaa:

Kodin aurinkopaneeliinvestoinnit kasvavat tasaisesti kaikkialla maailmassa. Tämä johtuu muutamista tekijöistä. Yksi on se, että aurinkopaneelien tehokkuus on kasvanut huomattavasti viime vuosina. Kun hallitukset ovat asettaneet kunnianhimoisia nettonollatavoitteita, uusiutuvan energian vaihtoehdoista hiilidioksidipäästöjen vähentämiseksi on tullut trendi nykymaailmassa.

Kodin aurinkopaneelit ja aurinkojärjestelmän tarvikkeet ovat hyvää vastinetta rahalle. Jotkut ihmiset eivät kuitenkaan ryhdy riittäviin toimiin aurinkopaneelien käyttöiän tehokkuuden säilyttämiseksi. Niiden paneelit eivät tämän vuoksi tuota niin paljon sähköä kuin niiden pitäisi, mikä maksaa rahaa. 

Asunnon omistajat voivat toteuttaa useita toimia aurinkoenergian varastoinnin ja käytön tehokkuuden säilyttämiseksi. Tässä ovat suosituimmat aurinkopaneelien tehostamiseen liittyvät suosituksemme, jotta voimme saada suurimman mahdollisen sähköntuotannon.

Mikä on aurinkoenergiatehokkuus? 

Prosenttiosuus aurinkoenergiasta, joka loistaa aurinkosähkölaitteessa, joka muunnetaan käyttökelpoiseksi sähköksi, tunnetaan energian muunnostehokkuudena. PV laite. Tutkimuksen päätavoitteena on lisätä tätä muunnostehokkuutta, koska se alentaa kustannuksia PV teknologiat jotta ne voivat kilpailla muiden energialähteiden kanssa.

PV solut eivät aina muuta 100 % auringonpaisteesta sähköksi. Suurin osa siitä on itse asiassa poissa. Aurinkokennon kyky muuntaa sen vastaanottama auringonvalo sovellukseen ja akun energian varastointi sitä rajoittavat monet suunnitteluelementit. Nämä näkökohdat huomioon ottaen suunnittelussa voidaan saavuttaa suurempi tehokkuus.

Arvioidakseen solun tuottaman tehon tutkijat arvioivat aurinkosähkölaitteen (PV) suorituskykyä. Virta ja jännite yhdessä tuottavat sähköä. Virran ja jännitemittarin väliset suhteet a PV laitesähköiset ominaisuudet. 

Kennon tai moduulin kehittämä virta ja jännite muuttuvat Ohmin lain mukaisesti, jos tietty "kuormitus" on liitetty laitteen kahteen napaan (johtimen läpi kulkeva virta kahden pisteen välillä on suoraan verrannollinen potentiaalieroon kaksi pistettä). Tehokkuus määritetään mittaamalla eri kuormitusresistanssien generoitu virta ja jännite samalla kun kenno altistetaan vakiolle vakiovalolle ja säilytetään tasainen kennon lämpötila.

Kuinka mitata aurinkoenergian tehokkuutta?

Aurinkopaneelit
Lähde: Pinterest 

Yleisimmin käytetty parametri yhden aurinkokennon suorituskyvyn vertaamiseksi toiseen on tehokkuus. Aurinkokennon hyötysuhde määritellään energiantuotannon suhteeksi auringosta tulevaan energiaan. 

Sen lisäksi, että se heijastaa aurinkokennon suorituskykyä, tehokkuuteen vaikuttavat tulevan auringonvalon spektri ja intensiteetti sekä aurinkokennon lämpötila. 

Tämän seurauksena, jotta voidaan verrata yhden laitteen suorituskykyä toiseen, tehokkuuden mittausparametreja on valvottava huolellisesti. 

Maanpäälliset aurinkokennot mitataan 25°C:n lämpötilassa ja AM1.5 olosuhteissa. AM0-olosuhteissa mitataan avaruuskäyttöön suunniteltuja aurinkokennoja.

Aurinkokennojen tehokkuushavainnot -sivu sisältää viimeisimmät huipputehokkaiden aurinkokennojen tulokset.

Aurinkokennon hyötysuhde määritellään osuutena sähköksi muunnetusta sähköstä ja se lasketaan seuraavasti:

image2

Yleismittarilla voidaan mitata aurinkopaneelin sähkötehoa. Missä tahansa piirissä yleismittari mittaa virran, resistanssin ja jännitteen.

Aurinkopaneelin tulee saada täysi auringonvalo päin aurinkoa optimaalisessa kulmassa, ja aurinkopaneelin wattimäärä tulee määrittää silloin.

Aurinkoenergian tehokkuuteen vaikuttavat tekijät

Solar-yhdistelmärasia
Lähde: Beny

Aurinkopaneelit pystyvät muuttamaan yli 22 % aurinkoenergiasta käyttökelpoiseksi energiaksi asennuksen, suunnan, sääolosuhteiden ja niin edelleen perusteella. Aurinkovoimajärjestelmien suorituskyky riippuu paneeleille tulevan auringonpaisteen määrästä ja sen tulos määrittää aurinkopaneelien hyötysuhteen.

Ei kaikkea auringonvaloa, joka osuu a aurinkokenno muunnetaan sähköksi. Itse asiassa suurin osa siitä on kadonnut. Aurinkokennojen suunnittelussa on useita eri näkökohtia, jotka edistävät solun kykyä muuntaa vastaanottamaansa auringonvaloa. Suurempi tehokkuus voidaan saavuttaa suunnittelemalla nämä näkökohdat huomioon ottaen.

Valokennot, joissa on useita kaistaväliä vaimentavia materiaaleja, lisäävät tehokkuutta jakamalla auringon spektrin pienempiin säiliöihin, joista jokaisella on suurempi termodynaaminen tehokkuusraja.

Muutamia aurinkoenergian tehokkuuteen vaikuttavia tekijöitä ovat:

Aallonpituus

Fotonit tai energiapaketit ovat valon rakennuspalikoita, ja niitä on monenlaisia ​​energioita ja aallonpituuksia. Planeetan pinnan saavuttavan auringonvalon aallonpituudet ulottuvat ultraviolettisäteilystä infrapunaan. Jotkut fotonit heijastuvat, kun valo osuu aurinkokennon pintaan, kun taas toiset kulkevat suoraan läpi. 

Joidenkin absorboituneiden fotonien energia muuttuu lämmöksi. Jäljellä olevilla on riittävästi energiaa vapauttaakseen elektroneja atomisidoksistaan, mikä johtaa varauksenkuljettajiin ja sähkövirtaan.

Rekombinaatio

"Varauksen kantoaine", kuten negatiivisesti varautunut elektroni, voi liikkua puolijohteen läpi yhtenä reittinä sähkövirran virtaamiseksi sen läpi. "Reikä", joka ilmaisee elektronin puuttumisen materiaalissa ja toimii positiivisena varauksenkantajana, on toinen tällaisen varauksen kantajan tyyppi. 

Elektroni voi yhdistyä uudelleen joutuessaan kosketuksiin reiän kanssa, mikä kumoaa osuutensa sähkövirtaan. 

Menetelmä, jolla sähköä tuotetaan aurinkokennossa, on päinvastainen suoralla rekombinaatiolla, jossa valon synnyttämät elektronit ja aukot törmäävät, yhdistyvät uudelleen ja lähettävät fotonin. Se on yksi tärkeimmistä tuottavuutta haittaavista asioista.

Kun elektronit tai reiät joutuvat kosketuksiin epäpuhtauden, kiderakenteen virheen tai rajapinnan kanssa, prosessia kutsutaan epäsuoraksi rekombinaatioksi. Tämä mahdollistaa energian vapautumisen lämpönä.

Lämpötila

Matalat lämpötilat ovat tyypillisesti paras aurinkokennoille. Tuotetaan vaatimaton virran lisäys, mutta paljon suurempi jännitteen lasku korkeampien lämpötilojen aiheuttamien siirtyvien puolijohteiden ominaisuuksien seurauksena. 

Äärimmäiset lämpötilan nousut voivat myös vahingoittaa kennon ja muiden moduulien materiaaleja ja lyhentää niiden käyttöikää. Koska suurin osa soluihin osuvasta auringonvalosta muuttuu lämmöksi, tehokas lämmönhallinta lisää tehokkuutta ja käyttöikää.

Heijastus

Vähentämällä solun pinnalta heijastuvan valon määrää voidaan parantaa tehokkuutta. Esimerkiksi käsittelemätön pii heijastaa yli 30 % siihen osuvasta valosta. Heijastusta vähentävät heijastuksenestopinnoitteet ja teksturoidut pinnat. Tummansininen tai musta väri ilmaisee tehokkaan solun.

Miksi meidän on lisättävä aurinkoenergian tehokkuutta?

Aurinkopaneelit toimivat
Lähde: Pinterest

Kun tilasta on pulaa, tehokkuus on ratkaisevan tärkeää. Tilaa ei välttämättä ole paljon tarjolla, jos ihmiset haluavat nettonolla-kodin ja haluavat kattonsa tuottavan kaiken kotitalouden tarvitseman sähkön.

Suurin osa asuinrakennusten aurinkosähköjärjestelmistä on kattoon asennettuja, mutta kaikki katot eivät sovellu aurinkoenergian tuottamiseen johtuen varjostuksesta ja vaikeista kattolinjoista, jotka rajoittavat paneelien asennusta. 

Maksimaalista energiantuotantoa varten on myös toivottavaa sijoittaa aurinkopaneelit kulmaan etelään päin. Luotettavan energian kokonaismäärä kasvaa tehokkaampien paneelien käytön myötä.

Koska uudet mahdolliset teknologiset edistysaskeleet tarjoavat enemmän energiantuotantoa pienemmässä tilassa, aurinkopaneelien tehokkuuden kasvu nostaa usein uutisotsikoita. Energiamäärää, joka voidaan tuottaa tietystä määrästä auringonvaloa, kutsutaan tehosuhteeksi. Järjestelmä voi tuottaa enemmän energiaa mitä tehokkaampi se on.

Aurinkopaneelien hyötysuhde ei ole koskaan ollut korkeampi. Tämän seurauksena korkeatehoisia aurinkopaneeleja on nyt saatavilla enemmän kuin koskaan ennen, ja siksi kotitalouksille on tärkeää lisätä aurinkoenergian tehokkuutta.

Tapoja parantaa aurinkoenergian tehokkuutta

Tapoja parantaa aurinkoenergian tehokkuutta
Lähde: Pinterest

Kun ajatellaan aurinkoenergiaa kannattavana virtalähteenä, aurinkopaneelin tehokkuus on ratkaisevan tärkeää; mitä parempi hyötysuhde, sitä edullisempi asennus olisi. 

Jatkuva tutkimus tuottaa kuitenkin hedelmää, ja keskeinen keskittymisalue on tämän teknologian kehittäminen ja aurinkokennojen tehokkuuden lisääminen.

On tärkeää ymmärtää, että yksittäisen aurinkokennon tehokkuus ei vastaa aurinkopaneelien (moduulien) tehokkuutta kokonaisuutena. Aurinkokennon hyötysuhde voi joskus ylittää 42 prosenttia, kun taas aurinkopaneelien hyötysuhde on tyypillisesti 15-20 prosenttia.

Kuitenkin, ellei toisin mainita, aurinkokennojen suorituskyvyn mittaamiseen käytetään laboratoriotestausta. Näin ollen, vaikka 42 prosenttia on huomattava suorituskyky, kotikuluttajat eivät ehkä käytä tätä, koska laboratorioasetukset eivät ole samat kuin todellisessa maailmassa.

On kuitenkin olemassa muutamia tapoja parantaa aurinkoenergian tehokkuutta:

Käytä paneeleja, joissa on monokiteisiä soluja

Tehokkaimmat aurinkopaneelit ovat yksikiteisiä. Aurinkosähkökennojen laatu on tärkein aurinkopaneelien tehokkuuden ennustaja aurinkoenergiajärjestelmien alalla. Jos tehokkuus on elintärkeää, älä säästä laadussa ostaessasi tai vuokraaessasi.

Alemman luokan kennopaneelit voivat olla halvempia hankkia, mutta ne ovat vähemmän tehokkaita ja tuottavat vähemmän energiaa. Tämä tarkoittaa, että niiden käyttö maksaa enemmän kuin korkealaatuisten kennojen paneelit.

Investoi heijastamattomiin pinnoitteisiin

Heijastamaton pinnoite mahdollistaa solujen absorboimisen enemmän valoa. Yli 30 % paneeleihin osuvasta valosta ei imeydy ja muutu sähköksi, jos heijastuksenestopinnoitteita ei käytetä. Heijastuksenestopinnoitteet levitetään aurinkokennoihin korkealaatuisissa aurinkopaneeleissa, jotta vältetään heijastuksen aiheuttama valohäviö. 

Nämä pinnoitteet varmistavat, että paneelit absorboivat mahdollisimman paljon auringonsäteitä. Myös karkeapintaiset kennot ovat heijastamattomia. Kun etsit aurinkopaneeleja, tiedustele heijastuksen hallintamenetelmiä.

Palkkaa sertifioitu aurinkosähköasentaja

Asiantunteva asennus takaa maksimaalisen tehokkuuden. Pätevöinnin lisäksi varmista, että kaikilla käytössä olevilla laitoksilla on kaikki tarvittavat luvat ja vakuutukset alueella.

Tarkista minkä tahansa asennusohjelman tausta tai valmistaja varmistaakseen, että heillä on kokemusta ja hyvä maine aurinkoenergia-alalla.

Suuntaa aurinkopaneelit maksimaaliseen valotukseen 

Suuntaa paneelit maantieteellisesti etelään pohjoisella pallonpuoliskolla. Jos joku asuu eteläisellä pallonpuoliskolla, hänen paneelinsa tulee osoittaa pohjoiseen. Nämä eivät ole samoja kuin suunnat, jotka he saattavat löytää kompassilla, joka lähettää ne kohti magneettisia napoja maantieteellisten napojen sijaan.

Paneeleiden suunnan määrää myös se, miten ihmiset käyttävät aurinkoenergiaa. Jos joku esimerkiksi käytti aurinkoenergiaa kotinsa sähkönlähteenä, myöhemmin päivällä kerätty energia on arvokkaampaa. Tämä voi tarkoittaa paneelien kääntämistä hieman lounaaseen pohjoisella pallonpuoliskolla.

Jos aurinkopaneelit eivät voi osoittaa etelään (tai pohjoiseen eteläisellä pallonpuoliskolla), käänny länteen, jonne aurinko laskee. Jos näitä vaihtoehtoja ei ole, suuntaa ne itään tai pohjoiseen (tai etelään eteläisellä pallonpuoliskolla). 

Aurinkopaneelit voivat tuottaa maksimaalista energiaa, kun ne ovat suoraan aurinkoon päin. Mukaan Solar arvostelut, etelään päin olevat paneelit saavat suoraa auringonvaloa koko päivän ajan, mikä johtaa maksimaaliseen tehoon. Iltapäivällä ja alkuillalla läntisempi sijainti tuottaa kuitenkin lisää tehoa. Aurinkopaneelien ihanteellinen sijainti perustuu käytetyn sähkön määrään ja sähkön hintaan. 

Etelään päin olevat paneelit ovat ihanteellisia, kun laitos toimittaa 1:1 nettomittauksen, koska se tuottaa maksimitehoa koko ajan. Lounassuunta on täydellinen, jos laitos käyttää käyttöaikalaskutusta, joka maksaa ylimääräistä, kun kotitaloudessa käytetään enemmän sähköä. 

Laske leveysasteen paras kulma

Maksimitehokkuus varmistetaan maantieteellistä leveysastetta vastaavalla kulmalla. Mitä lähempänä paneelisi ovat päiväntasaajaa, sitä korkeammalle niiden tulee osoittaa. Maantieteellinen leveysaste määrittää kulman, jossa paneelisi saavat eniten suoraa auringonvaloa ympäri vuoden.

Jos esimerkiksi asut Boulderissa, Coloradossa, joka on 40o pohjoista leveyttä, paneelisi ovat tehokkaimpia, jos asetat ne 40o kulmaan maantieteellisesti etelään päin.

Jos asennat aurinkopaneeleja kaltevalle katolle, sinun on otettava huomioon myös kulma. Jos katollasi olisi 20o kaltevuus ja paneelien pitäisi olla 40o kulmassa, sijoitat ne 20o kulmaan katolle.

Aseta paneelit seuraamaan aurinkoa

Aurinkopaneelisi voivat imeä eniten energiaa seuraamalla aurinkoa. Jos aurinkopaneelisi on asennettu maahan, seurantalaitteet antavat niiden liikkua auringon mukana, jotta ne voivat vangita suurimman mahdollisen auringonvalon. 

On kuitenkin olemassa pienempiä seurantalaitteita, joiden avulla paneelit voivat kaarella idästä länteen, seuraten aurinkoa sen noususta sen laskemiseen.

Vaikka tämän järjestelmän alkukustannukset ovat korkeat, jos asut paikassa, jossa ei paista paljon suoraa auringonpaistetta, tehokkuuden parantaminen saattaa olla sen arvoista.

Poista Shade

Tehokkaimmat aurinkopaneelit saavat suoraa auringonvaloa. Tarkkaile paneelejasi koko päivän ajan nähdäksesi, tarjoavatko ympäröivät puut varjoa. Varjostetut solut eivät absorboi valoa tuolloin.

Sinun on epäilemättä tehtävä tämä toisinaan, varsinkin jos asut lähellä metsää. Ole tietoinen kasvusta, jotta voit suunnitella leikkausta.

Keskustele asiasta maanomistajan kanssa, jos puut eivät ole tontillasi. Vastineeksi valtaa he saattavat olla valmiita työskentelemään puiden parissa. Aurinkopaneelit on tarkoitettu toimimaan parhaiten suorassa auringonvalossa. Jos aurinko peittää puun tai muun rakenteen, aurinkoparistosi energian varastointi ja ryhmäsi teho voivat heikentyä merkittävästi. 

Shade on erityisen tuhoisa aurinkopaneeleille, jotka käyttävät invertterin "string"-tyyliä, mikä rajoittaa ryhmän lähdön heikoimman paneelin voimakkuuteen Energy Sagen mukaan. Vaikka vain pieni osa taulukosta olisi varjostettu, koko asennuksen teho saattaa heikentyä.

Puut ympärilläsi tulisi karsia tai poistaa. Jos puita ei voida poistaa tai jos rakennuksen pala varjostaa, Energy Sage suosittelee hyödyntämään a mikroinvertteri tai tehonoptimointiinvertteri, joka maksimoi ryhmän varjostamattomien osien tehon.

Vähennä aurinkosähköä samanaikaisesti käyttävien laitteiden määrää

Vähemmän tehoa tarkoittaa vähemmän akkujen kulumista. Yleensä, jos et toimi maksimiteholla, voit käyttää varastoitunutta energiaa pidemmän aikaa. On myös kustannustehokkaampaa käyttää vähemmän sähköä useiden tuntien ajan kuin maksimitehoa lyhyemmän ajan.

Käytä esimerkiksi pyykinpesukonetta ja astianpesukonetta samanaikaisesti. Sinun tulee myös sammuttaa valot tyhjillä alueilla ja irrottaa elektroniikka, kun sitä ei käytetä.

Asenna varaparistot aurinkoenergian varastointiin 

Säästä rahaa sijoittamalla tallennustila ja paneelit vierekkäin. Kaikki energia, jota et pysty varastoimaan, menetetään, mikä voi heikentää paneeliesi tehokkuutta. 

Aurinkopaneelisi imemä energia varastoidaan litiumioniakkujen varastointijärjestelmiin, jotta voit käyttää sitä myös silloin, kun aurinko ei paista.

Aurinkopaneelien asennus on kallista ja aikaa vievää. Jos asennat vara-akut samaan aikaan aurinkopaneelien kanssa, saat niistä kaiken irti.

Puhdista aurinkopaneelit 

Puhdista paneelit vedellä ja pehmeällä sienellä. Aurinkopaneelisi toimivat huipussaan tämän jälkeen, koska suurin osa niitä tukkivasta pölystä ja roskista poistetaan. 

Vältä painepesureita, koska ne voivat vahingoittaa solujen pintaa. Lisää tippa astianpesuainetta veteen, jos tarvitset hieman lisäapua pinttyneen lian poistamiseen.

Paneeleiden puhdistaminen itse voi olla riskialtista, jos katto on todella vino. Pyydä puhdistussuositus asentajaltasi; he luultavasti tuntevat joitain luotettavia lähiyrityksiä (he saattavat jopa puhdistaa paneelit itse).

Aurinkopaneeliesi päälle voi kertyä pölyä ajan myötä, mikä heikentää niiden suorituskykyä. Mukaan Kansallinen uusiutuvan energian laboratorio, pölyn kerääntyminen voi asteittain heikentää järjestelmän suorituskykyä jopa 7 %.

Green Choices -lehden mukaan aurinkopaneelien puhdistaminen voi olla yhtä yksinkertaista kuin puutarhaletkulla huuhteleminen, mutta kerääntyneen lian poistaminen voi vaatia hankaamista pehmeällä harjalla. Harkitse saavutettavuutta toistuvaa puhdistusta varten, kun päätät asennuspaikasta.

Kuinka maksimoida aurinkoenergian hyötysuhde?

Mikroinvertteri
Lähde: Beny

Aurinkopaneelien asennuksen jälkeen sähkölaskusi ovat laskeneet. Saatat kuitenkin kysyä, onko olemassa keinoja lisätä aurinkopaneelien tehokkuutta. Kyllä, se on vastaus. Tässä luetellut strategiat ovat vain muutamia tapoja, joilla voit maksimoida kotisi aurinkoenergiasijoituksen.

Aurinkovoiman keskitin

Keskittämällä aurinkovaloa aurinkoenergian keskittimet antavat sinulle mahdollisuuden saada aurinkopaneeleistasi kaiken irti. Nämä keskittimet keskittävät paljon auringonvaloa vastaanottimeen käyttämällä peilejä tai linssejä. Keskitetty valo siepataan seurantalaitteella ja suunnataan aurinkopaneelia kohti maksimaalisen tehokkuuden saavuttamiseksi. Voit säästää enemmän rahaa varmistamalla, että kaikki auringonpaiste käytetään sähköntuotantoon. Aurinkovoimakeskittimen etuna on myös se, että se varastoi energiaa tehokkaasti yökäyttöön.

Akun varmuuskopiointi

Voit käyttää varastoimaasi energiaa koko päivän tai myrskyjen aikana ostamalla aurinkoenergian varajärjestelmän. Voit myös ottaa virtaa akuista pilvisinä päivinä. Varajärjestelmän avulla voit myös pienentää kotisi hiilijalanjälkeä.

Yhteenveto 

Sinulla on nyt se. Aurinkopaneelit ovat käytössä yhä useammissa kotitalouksissa säästääkseen rahaa ja vähentääkseen niiden ympäristövaikutuksia. Optimaalista tehokkuutta ei kuitenkaan todennäköisesti saavuteta PV energian varastointi ja sähköntuotanto, jos kodin aurinkopaneeleja ei ole asennettu, huollettu ja valvottu oikein.

Nämä suositukset auttaisivat ylläpitämään huipputehokkuutta ja lisäämään aurinkopaneelien tehokkuutta, säästäen rahaa ja vähentämään ympäristövaikutuksia. Nyt saatat huomata, että markkinoilla on suuria tarpeita tuotteille koskien asuntojen aurinkoenergian varastointia ja käyttöä, ja olet kiinnostunut ottaa yhteyttä huippuluokan aurinkosähköjärjestelmän turvavarusteilla irtotavarana.

Hanki ilmainen tarjous

Keskustele asiantuntijamme kanssa