Mājas saules enerģijas uzglabāšanas un lietojuma efektivitātes palielināšana 101

Sākums Mājas saules enerģijas uzglabāšanas un lietojuma efektivitātes palielināšana 101
Publicēts: 2022-08-07 Grozīts: 2024. gada 28. jūnijā
Dalīties:

Mājas saules paneļu investīcijas nepārtraukti pieaug visā pasaulē. Tas ir saistīts ar dažiem faktoriem. Viens no tiem ir tas, ka pēdējos gados ir ievērojami palielinājusies saules paneļu efektivitāte. Valdībām nosakot vērienīgus nulles neto mērķus, atjaunojamās enerģijas iespēju izmantošana, lai samazinātu oglekļa emisiju ietekmi, ir kļuvusi par tendenci mūsdienu pasaulē.

Mājas saules paneļi un saules sistēmas piederumi ir laba cenas un kvalitātes attiecība. Tomēr daži cilvēki neveic pietiekamus pasākumus, lai saglabātu saules paneļu kalpošanas laika efektivitāti. Tā rezultātā viņu paneļi neražo tik daudz elektroenerģijas, kā vajadzētu, un tas maksā naudu. 

Māju īpašnieki var veikt vairākas darbības, lai saglabātu saules enerģijas uzkrāšanas un izmantošanas efektivitāti. Šeit ir mūsu galvenie ieteikumi, kā padarīt saules paneļus efektīvākus, lai mēs varētu iegūt visaugstāko potenciālo elektroenerģijas jaudu.

Kas ir saules enerģijas efektivitāte? 

Saules enerģijas procentuālais daudzums, kas spīd uz fotoelektriskās (PV) ierīces, kas tiek pārveidots izmantojamā elektroenerģijā, ir pazīstams kā enerģijas pārveidošanas efektivitāte. PV ierīci. Pētījuma galvenais mērķis ir palielināt šo konversijas efektivitāti, jo tas samazina izmaksas PV tehnoloģijām lai tie varētu konkurēt ar citiem enerģijas avotiem.

PV šūnas ne vienmēr 100% saules gaismas pārvērš par enerģiju. Lielākā daļa no tā faktiski ir pazudusi. Saules elementa spēja pārvērst saules gaismu, ko tā saņem lietošanai un akumulatora enerģijas uzkrāšana to ierobežo dažādi dizaina elementi. Lielāku efektivitāti var sasniegt, projektējot, ņemot vērā šos aspektus.

Lai novērtētu elementa ražotās enerģijas daudzumu, pētnieki novērtē fotoelektriskās (PV) ierīces veiktspēju. Strāva un spriegums kopā rada elektroenerģiju. Strāvas un sprieguma mērītāja attiecības a PV ierīceelektriskās īpašības. 

Šūnas vai moduļa radītā strāva un spriegums mainīsies saskaņā ar Oma likumu, ja abiem ierīces spailēm ir pievienota noteikta “slodzes” pretestība (strāva caur vadītāju starp diviem punktiem ir tieši proporcionāla potenciāla starpībai divi punkti). Efektivitāti nosaka, mērot strāvu un spriegumu, kas radīts dažādām slodzes pretestībām, vienlaikus pakļaujot elementu pastāvīgam standarta gaismas līmenim un saglabājot nemainīgu elementa temperatūru.

Kā izmērīt saules enerģijas efektivitāti?

Saules paneļi
Avots: Pinterest 

Visplašāk izmantotais parametrs, lai salīdzinātu vienas saules baterijas veiktspēju ar citu, ir efektivitāte. Saules baterijas efektivitāte tiek definēta kā saražotās enerģijas attiecība pret saules enerģiju. 

Papildus saules baterijas veiktspējas atspoguļošanai efektivitāti ietekmē krītošās saules gaismas spektrs un intensitāte, kā arī saules baterijas temperatūra. 

Rezultātā, lai salīdzinātu vienas ierīces veiktspēju ar citu, ir rūpīgi jākontrolē parametri, saskaņā ar kuriem tiek mērīta efektivitāte. 

Zemes saules baterijas tiek mērītas 25°C temperatūrā un AM1.5 apstākļos. AM0 apstākļos tiek mērītas saules baterijas, kas paredzētas lietošanai kosmosā.

Lapā “Saules elementu efektivitātes konstatējumi” ir ietverti jaunākie augstākās efektivitātes saules bateriju rezultāti.

Saules baterijas efektivitāti definē kā elektrībā pārvērstās krītošās jaudas daļu, un to aprēķina šādi:

image2

Saules paneļa elektriskās jaudas mērīšanai var izmantot multimetru. Jebkurā ķēdē multimetrs mēra strāvu, pretestību un spriegumu.

Saules panelim ir jāsaņem pilna saules gaisma, pagriežot sauli optimālā leņķī, un šajā laikā ir jānosaka saules paneļa jauda.

Faktori, kas ietekmē saules enerģijas efektivitāti

Saules kombinētāja kaste
Avots: Beny

Saules paneļi spēj pārvērst vairāk nekā 22% saules enerģijas izmantojamā enerģijā, pamatojoties uz tādiem faktoriem kā uzstādīšana, orientācija, laika apstākļi utt. Saules enerģijas sistēmu veiktspēja ir atkarīga no saules gaismas daudzuma, kas krīt uz paneļiem, un tā rezultāts nosaka saules paneļu efektivitāti.

Ne visa saules gaisma, kas skar a fotoelementu šūna tiek pārveidots par elektrību. Patiesībā lielākā daļa ir zaudēta. Dažādi saules bateriju dizaina aspekti veicina šūnas spēju pārveidot saņemto saules gaismu. Lielāku efektivitāti var sasniegt, projektējot, ņemot vērā šos apsvērumus.

Gaismas elementi ar vairākiem joslu spraugas absorbējošiem materiāliem palielina efektivitāti, sadalot saules spektru mazākās tvertnēs, katrai no kurām ir lielāka termodinamiskās efektivitātes robeža.

Daži faktori, kas ietekmē saules enerģijas efektivitāti, ir:

Viļņa garums

Fotoni vai enerģijas paketes ir gaismas celtniecības bloki, un tiem ir dažādas enerģijas un viļņu garumi. Saules gaismas viļņu garums, kas sasniedz planētas virsmu, ir no ultravioletā līdz infrasarkanajam. Daži fotoni tiek atstaroti, kad gaisma sasniedz saules baterijas virsmu, bet citi iziet cauri. 

Dažu absorbēto fotonu enerģija tiek pārvērsta siltumā. Pārējiem ir pietiekami daudz enerģijas, lai atbrīvotu elektronus no atomu saitēm, kā rezultātā rodas lādiņnesēji un elektriskā strāva.

Rekombinācija

“Uzlādes nesējs”, piemēram, negatīvi lādēts elektrons, var pārvietoties pa pusvadītāju kā vienu ceļu, lai caur to plūst elektriskā strāva. “Caurums”, kas apzīmē elektronu neesamību materiālā un darbojas kā pozitīvs lādiņnesējs, ir vēl viens šāda veida lādiņa nesējs. 

Elektrons var atkal apvienoties pēc saskares ar caurumu, atceļot to ieguldījumu elektriskajā strāvā. 

Metode, ar kuras palīdzību elektrība tiek ražota saules baterijā, tiek apgriezta ar tiešu rekombināciju, kurā gaismas radītie elektroni un caurumi saduras, rekombinējas un izstaro fotonu. Tā ir viena no galvenajām lietām, kas kavē produktivitāti.

Kad elektroni vai caurumi nonāk saskarē ar piemaisījumu, kristāla struktūras defektu vai saskarni, procesu sauc par netiešu rekombināciju. Tas ļauj enerģijai izdalīties siltuma veidā.

Temperatūra

Zema temperatūra parasti ir vislabākā saules baterijām. Tiek radīts neliels strāvas pieaugums, bet daudz lielāks sprieguma samazinājums pusvadītāju raksturlielumu maiņas rezultātā, ko rada augstākas temperatūras. 

Ekstrēma temperatūras paaugstināšanās var arī kaitēt materiāliem šūnā un citos moduļos, samazinot to kalpošanas laiku. Tā kā lielākā daļa saules gaismas, kas skar šūnas, pārvēršas siltumā, efektīva siltuma pārvaldība palielina efektivitāti un kalpošanas laiku.

Pārdomas

Samazinot no šūnas virsmas atstarotās gaismas daudzumu, var uzlabot efektivitāti. Piemēram, neapstrādāts silīcijs atstaro vairāk nekā 30% no gaismas, kas uz to saskaras. Atspīdumu samazina pretatspīdumu pārklājumi un teksturētas virsmas. Tumši zila vai melna krāsa norāda uz augstas efektivitātes šūnu.

Kāpēc mums ir jāpalielina saules enerģijas efektivitāte?

Saules paneļu darbība
Avots: Pinterest

Ja vietas trūkst, efektivitāte ir izšķiroša. Var būt maz brīvas vietas, ja cilvēki vēlas māju ar nulles neto un vēlas, lai viņu jumts ražotu visu mājsaimniecībai nepieciešamo elektroenerģiju.

Lielākā daļa dzīvojamo māju saules sistēmu ir montētas uz jumta, taču ne visi jumti ir piemēroti saules enerģijas ražošanai, jo ir ēnas un sarežģītas jumta līnijas, kas ierobežo paneļu uzstādīšanu. 

Maksimālai enerģijas ražošanai ir arī vēlams novietot saules paneļus leņķī virzienā uz dienvidiem. Kopējais enerģijas daudzums, ko var radīt, pieaugs, izmantojot efektīvākus paneļus.

Tā kā jaunie iespējamie tehnoloģiskie sasniegumi piedāvā lielāku enerģijas ražošanu mazākā telpā, saules paneļu efektivitātes palielināšanās bieži nonāk ziņu virsrakstos. Enerģijas daudzumu, ko var saražot no noteikta saules gaismas daudzuma, sauc par šo efektivitāti. Sistēma var saražot vairāk enerģijas, jo efektīvāka tā ir.

Saules paneļu efektivitāte nekad nav bijusi augstāka. Tā rezultātā tagad ir pieejams vairāk augstas efektivitātes saules paneļu nekā jebkad agrāk, un tāpēc tas ir svarīgi arī mājsaimniecībām, lai palielinātu saules enerģijas efektivitāti.

Saules enerģijas efektivitātes palielināšanas veidi

Veidi, kā palielināt saules enerģijas efektivitāti
Avots: Pinterest

Apsverot saules enerģiju kā dzīvotspējīgu enerģijas avotu, saules paneļa efektivitātei ir izšķiroša nozīme; jo labāka efektivitāte, jo pieejamāka būtu uzstādīšana. 

Tomēr notiekošie pētījumi nes augļus, un galvenā koncentrācijas joma ir šīs tehnoloģijas attīstība un saules bateriju efektivitātes palielināšana.

Ir ļoti svarīgi apzināties, ka vienas saules baterijas efektivitāte neatbilst saules paneļu (moduļu) efektivitātei kopumā. Saules bateriju efektivitāte dažkārt var pārsniegt 42 procentus, savukārt saules paneļu efektivitāte parasti ir no 15 līdz 20 procentiem.

Tomēr, ja vien nav īpaši norādīts citādi, saules bateriju veiktspējas noteikšanai izmanto laboratorijas testus. Līdz ar to, lai gan 42 procenti ir izcils sniegums, mājas patērētāji to var neizmantot, jo laboratorijas iestatījumi nav tādi paši kā reālajā pasaulē.

Tomēr joprojām ir daži veidi, kā palielināt saules enerģijas efektivitāti:

Izmantojiet paneļus ar monokristāliskajām šūnām

Visefektīvākie saules paneļi ir monokristāliski. Fotoelektrisko elementu kvalitāte ir vissvarīgākais saules paneļu efektivitātes prognozētājs saules enerģijas sistēmu jomā. Ja efektivitāte ir ļoti svarīga, netaupiet uz kvalitāti, pērkot vai iegādājoties līzingu.

Zemākas kvalitātes šūnu paneļu iegāde var būt lētāka, taču tie būs mazāk efektīvi un ražos mazāk enerģijas. Tas nozīmē, ka to ekspluatācija maksās vairāk nekā paneļi ar augstas kvalitātes elementiem.

Investējiet pretatstarojošos pārklājumos

Pretatstarojošie pārklājumi ļauj šūnām absorbēt vairāk gaismas. Vairāk nekā 30% gaismas, kas skar paneļus, netiek absorbēta un pārveidota elektrībā, ja netiek izmantoti pretatstarošanas pārklājumi. Pretrefleksijas pārklājumi tiek uzklāti uz fotoelementu elementiem augstas kvalitātes saules paneļos, lai izvairītos no gaismas zuduma atstarošanas dēļ. 

Šie pārklājumi nodrošina, ka paneļi absorbē pēc iespējas vairāk saules staru. Šūnas ar raupjām virsmām arī ir pretatstarojošas. Meklējot saules paneļus, jautājiet par procedūrām, kas tiek veiktas, lai kontrolētu atstarošanu.

Nolīgstiet sertificētu saules enerģijas uzstādītāju

Kompetenta uzstādīšana nodrošinās maksimālu efektivitāti. Papildus kvalifikācijai pārliecinieties, ka jebkurai iekārtai, kas tiek nodarbināta, ir visas nepieciešamās licences un apdrošināšana šajā apgabalā.

Pārbaudiet jebkura instalētāja fonu vai ražotājs lai viņiem būtu pieredze un laba reputācija saules enerģijas jomā.

Orientējiet saules paneļus maksimālai iedarbībai 

Orientējiet paneļus, kas vērsti uz ģeogrāfiskajiem dienvidiem ziemeļu puslodē. Ja kāds dzīvo dienvidu puslodē, viņu paneļiem jābūt vērstiem uz ziemeļiem. Tie nav tie paši virzieni, ko viņi varētu atrast, izmantojot kompasu, kas sūta tos uz magnētiskajiem poliem, nevis uz ģeogrāfiskajiem poliem.

Paneļu virzienu nosaka arī tas, kā cilvēki izmanto saules enerģiju. Piemēram, ja kāds izmantoja saules enerģiju savas mājas barošanai, vēlāk dienas laikā savāktā enerģija būs vērtīgāka. Tas var nozīmēt paneļu pagriešanu nedaudz uz dienvidrietumiem ziemeļu puslodē.

Ja saules paneļi nevar būt vērsti uz dienvidiem (vai uz ziemeļiem dienvidu puslodē), tie ir vērsti uz rietumiem, kur saule riet. Ja šīs iespējas nav, orientējiet tās uz austrumiem vai ziemeļiem (vai dienvidu puslodē uz dienvidiem). 

Saules paneļi var radīt maksimālu enerģiju, ja tie ir tieši vērsti pret sauli. Saskaņā ar Saules atsauksmes, paneļi, kas vērsti uz dienvidiem, visu dienu saņem tiešu saules gaismu, kas nodrošina maksimālu jaudu. Tomēr pēcpusdienā un agrā vakarā vairāk jaudas radīs rietumu pozīcija. Saules paneļu ideālā pozīcija būs balstīta uz izmantotās elektroenerģijas daudzumu un elektroenerģijas cenu. 

Uz dienvidiem vērsti paneļi ir ideāli piemēroti, ja iekārta nodrošina 1:1 neto mērīšanu, jo tā vienmēr ģenerē maksimālu jaudu. Orientācija uz dienvidrietumiem ir ideāla, ja uzņēmums izmanto norēķinu par lietošanas laiku, kas maksā papildus, ja mājsaimniecībā tiek patērēts vairāk enerģijas. 

Aprēķiniet platuma labāko leņķi

Maksimālo efektivitāti nodrošina jūsu ģeogrāfiskajam platumam atbilstošs leņķis. Jo tuvāk jūsu paneļi atrodas ekvatoram, jo ​​augstāk tiem jābūt vērstiem. Jūsu ģeogrāfiskais platums nosaka leņķi, kādā paneļi saņems vistiešāko saules gaismu visa gada garumā.

Piemēram, ja dzīvojat Boulderā, Kolorādo štatā, kas atrodas 40o ziemeļu platuma grādos, jūsu paneļi būs visefektīvākie, ja novietosit tos 40o leņķī ar skatu uz ģeogrāfiskajiem dienvidiem.

Ja uzstādāt saules paneļus uz slīpa jumta, jums būs jāņem vērā arī leņķis. Ja jūsu jumtam būtu 20o slīpums un jums būtu nepieciešams, lai jūsu paneļi būtu 40o leņķī, jūs tos novietotu 20o leņķī uz jumta.

Iestatiet paneļus, lai izsekotu saulei

Jūsu saules paneļi var absorbēt pēc iespējas vairāk enerģijas, izsekojot saulei. Ja jūsu saules paneļi ir uzstādīti uz zemes, izsekotāji ļauj tiem pārvietoties līdzi saulei, lai tie varētu uzņemt maksimālo saules gaismu. 

Tomēr ir mazāki izsekotāji, kas ļauj jūsu paneļiem izlocīt no austrumiem uz rietumiem, sekojot saulei no tās lēkšanas līdz brīdim, kad tā riet.

Lai gan šai sistēmai ir augstas sākotnējās izmaksas, ja dzīvojat vietā, kur nesaņem daudz tiešu saules staru, uzlabotā efektivitāte varētu būt tā vērta.

Likvidējiet ēnu

Visefektīvākie saules paneļi saņem tiešus saules starus. Visas dienas garumā sekojiet līdzi paneļiem, lai redzētu, vai apkārtējie koki nodrošina ēnu. Aizēnotās šūnas tajā laikā neuzsūc gaismu.

Reizēm tas noteikti būs jādara, it īpaši, ja dzīvojat netālu no meža reģiona. Esiet informēts par izaugsmi, lai varētu plānot apgriešanu.

Apspriediet šo jautājumu ar zemes īpašnieku, ja koki neatrodas jūsu īpašumā. Apmaiņā pret kādu varu viņi varētu būt gatavi strādāt pie kokiem. Saules paneļi ir paredzēti, lai vislabāk darbotos tiešos saules staros. Ja sauli aizsedz koks vai cita struktūra, jūsu saules baterijas enerģijas uzkrāšana un masīva jauda var ievērojami samazināties. 

Saskaņā ar Energy Sage ēnojums ir īpaši destruktīvs saules paneļiem, kas izmanto invertora “stīgu” stilu, kas ierobežo masīva izvadi līdz vājākā paneļa intensitātei. Pat ja tikai neliela masīva daļa ir ēnota, visas instalācijas izvade var tikt samazināta.

Koki ap jūsu masīvu ir jāapgriež vai jānoņem. Ja kokus nevar noņemt vai ja ēkas daļa met ēnojumu, Energy Sage iesaka izmantot a mikroinvertors vai jaudas optimizētāja invertoru, lai maksimāli palielinātu izvadi no masīva neaizēnotajām daļām.

Samaziniet to sīkrīku skaitu, kas vienlaikus izmanto saules elektrību

Mazāk jaudas nozīmē mazāku bateriju iztukšošanu. Parasti, ja nedarbojaties ar maksimālo jaudu, varat izmantot savu uzkrāto enerģiju ilgāku laiku. Ir arī izdevīgāk izmantot mazāk elektroenerģijas vairākas stundas, nevis maksimālo jaudu īsāku laiku.

Piemēram, vienlaikus darbiniet drēbju un trauku mazgājamo mašīnu. Jums arī jāizslēdz apgaismojums neapdzīvotās vietās un jāatvieno elektronika, kad tā netiek lietota.

Uzstādiet rezerves baterijas, lai uzglabātu saules enerģiju 

Lai ietaupītu naudu, novietojiet krātuvi un paneļus blakus. Jebkāda enerģija, ko nevarēsiet uzglabāt, tiks zaudēta, kas var samazināt jūsu paneļu efektivitāti. 

Enerģija, ko absorbē jūsu saules paneļi, tiek uzkrāta litija jonu akumulatoru uzglabāšanas sistēmās, lai jūs to varētu izmantot pat tad, kad nespīd saule.

Saules paneļu uzstādīšanas procedūra ir dārga un laikietilpīga. Ja vienlaikus ar saules paneļiem uzstādīsit rezerves baterijas, jūs iegūsit no tiem maksimālu labumu.

Notīriet saules paneļus 

Notīriet paneļus ar ūdeni un mīkstu sūkli. Pēc šīs darbības jūsu saules paneļi darbosies maksimāli, jo lielākā daļa putekļu un gružu, kas tos bloķē, tiks noņemti. 

Izvairieties no augstspiediena mazgātājiem, jo ​​tie var sabojāt šūnu virsmu. Pievienojiet ūdenim pilienu trauku mazgāšanas līdzekļa, ja jums nepieciešama papildu palīdzība, lai noņemtu noturīgus netīrumus.

Pašu paneļu tīrīšana var būt riskanti, ja jumts patiešām ir slīps. Pieprasiet tīrītāja ieteikumu savam uzstādītājam; viņi, iespējams, zina dažus uzticamus tuvumā esošos uzņēmumus (iespējams, viņi paši tīra paneļus).

Laika gaitā uz jūsu saules paneļiem var uzkrāties putekļi, samazinot to veiktspēju. Saskaņā ar Nacionālā atjaunojamās enerģijas laboratorija, putekļu uzkrāšanās var pakāpeniski samazināt jūsu masīva veiktspēju līdz pat 7%.

Saskaņā ar žurnālu Green Choices, saules paneļu tīrīšana var būt tikpat vienkārša kā to izskalošana ar dārza šļūteni, tomēr, lai likvidētu sakrājušos netīrumus, var būt nepieciešama tīrīšana ar mīkstu suku. Izlemjot, kur uzstādīt, apsveriet pieejamību biežai tīrīšanai.

Kā maksimāli palielināt saules enerģijas efektivitāti?

Mikroinvertors
Avots: Beny

Kopš saules paneļu uzstādīšanas jūsu komunālie maksājumi ir samazinājušies. Tomēr jūs varētu jautāt, vai ir kādi veidi, kā palielināt saules paneļu efektivitāti. Jā, tā ir atbilde. Šeit uzskaitītās stratēģijas ir tikai daži no veidiem, kā jūs varat maksimāli palielināt mājas saules ieguldījumu.

Saules enerģijas koncentrators

Fokusējot saules gaismu, saules enerģijas koncentratori ļauj jums maksimāli izmantot saules paneļus. Šie koncentratori fokusē daudz saules gaismas uz uztvērēju, izmantojot spoguļus vai lēcas. Koncentrēto gaismu uztver izsekošanas ierīce un virza uz saules paneli, lai nodrošinātu maksimālu efektivitāti. Jūs varat ietaupīt vairāk naudas, pārliecinoties, ka visa saules gaisma tiek izmantota elektroenerģijas ražošanai. Saules enerģijas koncentratora priekšrocība ir arī efektīva enerģijas uzkrāšana lietošanai naktī.

Baterijas dublējums

Dienas laikā vai vētras laikā uzkrāto enerģiju varat izmantot, iegādājoties saules bateriju rezerves sistēmu. Varat arī iegūt enerģiju no akumulatoriem mākoņainās dienās. Rezerves sistēma arī ļauj samazināt jūsu mājas oglekļa pēdas nospiedumu.

Secinājumi 

Tagad jums tas ir. Mājsaimniecības saules paneļus izmanto vairāk nekā jebkad agrāk, lai ietaupītu naudu un mazinātu to ietekmi uz vidi. Tomēr, visticamāk, nebūs iespējams sasniegt optimālu efektivitāti PV enerģijas uzkrāšana un elektroenerģijas jauda, ​​ja mājas saules paneļi nav pareizi uzstādīti, uzturēti un uzraudzīti.

Šie ieteikumi palīdzētu saglabāt maksimālo veiktspējas līmeni un palielināt saules paneļu efektivitāti, ietaupot naudu un mazinot ietekmi uz vidi. Tagad jūs varētu saprast, ka tirgū ir lielas vajadzības pēc produktiem saistībā ar dzīvojamo saules enerģijas krātuvi un pielietojumu, un jūs varētu interesēt sazinoties ar labāko fotoelektriskās sistēmas drošības aprīkojumu lielapjoma iegādei.

Iegūstiet bezmaksas cenu

Runājiet ar mūsu ekspertu