Naložbe v hišne solarne panele vztrajno rastejo po vsem svetu. To je posledica nekaj dejavnikov. Ena je, da se je učinkovitost sončnih kolektorjev v zadnjih letih znatno povečala. Z vladami, ki so postavile ambiciozne cilje neto nič, je sprejemanje možnosti obnovljive energije za zmanjšanje vpliva ogljika postalo trend v današnjem svetu.
Domači sončni kolektorji in dodatki za solarni sistem so dobra vrednost za denar. Nekateri ljudje pa ne sprejemajo zadostnih ukrepov za ohranitev učinkovitosti življenjske dobe sončnih kolektorjev. Zaradi tega njihovi paneli ne proizvedejo toliko elektrike, kot bi morali, kar stane denar.
Lastniki domov lahko sprejmejo številne ukrepe za ohranitev učinkovitosti svojega shranjevanja in uporabe sončne energije. Tu so naša najboljša priporočila o tem, kako narediti sončne celice učinkovitejše, da bomo lahko pridobili največji možni izhod električne energije.
Odstotek sončne energije, ki sveti na fotovoltaično (PV) napravo, ki se pretvori v uporabno električno energijo, je znan kot učinkovitost pretvorbe energije PV napravo. Glavni cilj raziskave je povečati učinkovitost te pretvorbe, ker znižuje stroške PV tehnologije tako da lahko tekmujejo z drugimi viri energije.
PV celice ne pretvorijo vedno 100 % sončne svetlobe v energijo. Večine dejansko ni več. Zmogljivost sončne celice za pretvorbo sončne svetlobe, ki jo prejme za uporabo in akumulator za shranjevanje energije je omejen z različnimi elementi oblikovanja. Večjo učinkovitost je mogoče doseči z načrtovanjem ob upoštevanju teh vidikov.
Da bi ocenili količino energije, ki jo bo proizvedla celica, raziskovalci ocenijo delovanje fotovoltaične (PV) naprave. Tok in napetost skupaj proizvajata električno energijo. Razmerja med merilnikom toka in napetosti a PV napravanjegove električne lastnosti.
Tok in napetost, ki ju ustvari celica ali modul, se bosta spremenila v skladu z Ohmovim zakonom, če je na dva priključka naprave priključen določen upor »obremenitve« (tok skozi prevodnik med dvema točkama je neposredno sorazmeren potencialni razliki med dve točki). Učinkovitost se določi z merjenjem toka in napetosti, ustvarjene za različne obremenitvene upore, medtem ko je celica izpostavljena konstantni, standardni ravni svetlobe in ohranja dosledno temperaturo celice.
Najpogosteje uporabljen parameter za primerjavo delovanja ene sončne celice z drugo je učinkovitost. Učinkovitost sončne celice je opredeljena kot razmerje med proizvodnjo energije in vhodno energijo sonca.
Poleg tega, da odraža učinkovitost sončne celice, na učinkovitost vplivata spekter in intenzivnost vpadne sončne svetlobe ter temperatura sončne celice.
Zaradi tega je treba za primerjavo delovanja ene naprave z drugo skrbno nadzorovati parametre, pod katerimi se meri učinkovitost.
Zemeljske sončne celice so izmerjene pri temperaturi 25 °C in v pogojih AM1.5. V okoliščinah AM0 se merijo sončne celice, namenjene uporabi v vesolju.
Stran Ugotovitve učinkovitosti sončnih celic vsebuje najnovejše rezultate najvišje učinkovitosti sončnih celic.
Učinkovitost sončne celice je opredeljena kot delež vpadne moči, pretvorjene v električno energijo, in se izračuna na naslednji način:
Za merjenje električne moči sončne plošče lahko uporabite multimeter. V katerem koli vezju multimeter meri tok, upor in napetost.
Solarna plošča mora prejeti polno sončno svetlobo tako, da je obrnjena proti soncu pod optimalnim kotom, in takrat je treba določiti moč solarne plošče.
Sončni paneli lahko pretvorijo več kot 22 % sončne energije v uporabno energijo na podlagi dejavnikov, kot so namestitev, orientacija, vremenske razmere itd. Učinkovitost solarnih sistemov je odvisna od količine sončne svetlobe, ki pade na panele, njen rezultat pa določa učinkovitost solarnega panela.
Ni vsa sončna svetloba, ki pade na a fotovoltaična celica se pretvori v elektriko. Pravzaprav je večina izgubljena. Različni vidiki zasnove sončnih celic prispevajo k sposobnosti celice za pretvorbo sončne svetlobe, ki jo prejme. Večjo učinkovitost je mogoče doseči z načrtovanjem ob upoštevanju teh vidikov.
Svetlobne celice z več materiali za absorpcijo pasovne vrzeli povečujejo učinkovitost z ločevanjem sončnega spektra v manjše zaboje, od katerih ima vsak višjo mejo termodinamične učinkovitosti.
Nekaj dejavnikov, ki vplivajo na učinkovitost sončne energije, je:
Fotoni ali energijski paketi so gradniki svetlobe in so na voljo v različnih energijah in valovnih dolžinah. Valovne dolžine sončne svetlobe, ki doseže površino planeta, segajo od ultravijolične do infrardeče. Nekateri fotoni se odbijejo, ko svetloba zadene površino sončne celice, medtem ko drugi preidejo naravnost skozi.
Energija nekaterih absorbiranih fotonov se pretvori v toploto. Preostali imajo dovolj energije, da sprostijo elektrone iz svojih atomskih vezi, kar povzroči nosilce naboja in električni tok.
»Nosilec naboja«, kot je negativno nabit elektron, se lahko premika skozi polprevodnik kot ena od poti, po kateri električni tok teče skozi njega. "Luknja", ki označuje odsotnost elektrona v materialu in deluje kot nosilec pozitivnega naboja, je druga vrsta takšnega nosilca naboja.
Elektron se lahko po stiku z luknjo ponovno združi, kar izniči njihov prispevek k električnemu toku.
Metoda, s katero se proizvaja elektrika v sončni celici, se obrne z neposredno rekombinacijo, pri kateri elektroni in luknje, ki jih ustvari svetloba, trčijo, se rekombinirajo in oddajo foton. To je ena glavnih stvari, ki ovirajo produktivnost.
Ko pridejo elektroni ali luknje v stik z nečistočami, napako v kristalni strukturi ali vmesnikom, je postopek znan kot posredna rekombinacija. To omogoča, da se energija sprosti kot toplota.
Nizke temperature so običajno najboljše za sončne celice. Proizvaja se skromno povečanje toka, vendar veliko večje zmanjšanje napetosti zaradi spreminjanja značilnosti polprevodnikov, ki jih povzročajo višje temperature.
Ekstremna povišanja temperature lahko poškodujejo tudi materiale v celici in drugih modulih ter skrajšajo njihovo življenjsko dobo. Ker se večina sončne svetlobe, ki zadene celice, pretvori v toploto, učinkovito upravljanje toplote poveča učinkovitost in življenjsko dobo.
Z zmanjšanjem količine svetlobe, ki se odbija od površine celice, je mogoče izboljšati učinkovitost. Na primer, silicij, ki ni bil obdelan, odbija več kot 30 % svetlobe, ki ga zadene. Odsev zmanjšajo antirefleksni premazi in teksturirane površine. Temno modra ali črna barva bo označevala celico z visokim izkoristkom.
Pri pomanjkanju prostora je učinkovitost ključnega pomena. Morda ne bo na voljo veliko prostora, če ljudje želijo dom z ničelnim net-om in želijo, da njihova streha proizvede vso električno energijo, ki jo potrebuje gospodinjstvo.
Večina stanovanjskih solarnih sistemov je nameščenih na streho, vendar niso vse strehe primerne za proizvodnjo sončne energije zaradi senčenja in težavnih strešnih linij, ki omejujejo namestitev panelov.
Za čim večjo proizvodnjo energije je zaželeno postaviti solarne panele pod kotom proti jugu. Skupna količina energije, ki jo je mogoče ustvariti, se bo povečala z uporabo učinkovitejših plošč.
Ker novi prihodnji tehnološki napredki ponujajo večjo proizvodnjo energije v manjšem prostoru, so povečanja učinkovitosti solarnih panelov pogosto na naslovnicah novic. Količina energije, ki se lahko proizvede iz določene količine sončne svetlobe, se imenuje ta učinkovitost. Sistem lahko proizvede več energije, čim bolj učinkovit je.
Učinkovitost sončnih kolektorjev še nikoli ni bila višja. Posledično je zdaj na voljo več sončnih kolektorjev z visokim izkoristkom kot kdaj koli prej, kar je pomembno tudi za gospodinjstva pri povečanju sončne učinkovitosti.
Pri obravnavi sončne energije kot uspešnega vira energije je učinkovitost sončne plošče ključnega pomena; boljši ko je izkoristek, ugodnejša bi bila namestitev.
Vendar pa raziskave, ki potekajo, dajejo sadove, ključno področje koncentracije pa je napredek te tehnologije in povečanje učinkovitosti sončnih celic.
Ključnega pomena je zavedanje, da učinkovitost posamezne sončne celice ne ustreza učinkovitosti solarnih panelov (modulov) kot celote. Učinkovitost sončnih celic lahko včasih preseže 42 odstotkov, medtem ko je učinkovitost sončnih celic običajno med 15 in 20 odstotki.
Če pa ni posebej določeno drugače, se za merjenje delovanja sončnih celic uporablja laboratorijsko testiranje. Posledično, čeprav je 42 odstotkov izjemna zmogljivost, domači uporabniki tega morda ne bodo uporabljali, saj laboratorijske nastavitve niso enake tistim v resničnem svetu.
Še vedno pa obstaja nekaj načinov za povečanje sončne učinkovitosti:
Najučinkovitejši sončni paneli so monokristalni. Kakovost fotonapetostnih celic je najpomembnejši napovednik učinkovitosti solarnih panelov na področju sončnih energetskih sistemov. Če je učinkovitost ključnega pomena, pri nakupu ali zakupu ne varčujte s kakovostjo.
Celične plošče nižjega razreda je morda ceneje kupiti, vendar bodo manj učinkovite in proizvajajo manj energije. To pomeni, da bo njihovo delovanje stalo več kot plošče z visokokakovostnimi celicami.
Antirefleksni premazi omogočajo celicam, da absorbirajo več svetlobe. Več kot 30 % svetlobe, ki zadene plošče, se ne absorbira in pretvori v elektriko, če ne uporabimo antirefleksnih premazov. Na fotovoltaične celice v visokokakovostnih sončnih kolektorjih so naneseni protiodsevni premazi, da se prepreči izguba svetlobe zaradi odboja.
Ti premazi zagotavljajo, da plošče absorbirajo čim več sončnih žarkov. Celice z grobo površino so tudi antirefleksne. Ko iščete sončne celice, se pozanimajte o postopkih za nadzor odboja.
Pristojna namestitev bo zagotovila največjo učinkovitost. Poleg kvalifikacij zagotovite, da ima vsak obrat, ki je zaposlen, vse potrebne licence in zavarovanje na tem območju.
Preverite ozadje katerega koli namestitvenega programa oz Proizvajalec zagotoviti, da imajo izkušnje in dober ugled na področju sončne energije.
Plošče obrnite proti geografskemu jugu severne poloble. Če nekdo živi na južni polobli, morajo biti njegove plošče obrnjene proti severu. To ni isto kot smeri, ki bi jih lahko našli s kompasom, ki jih pošlje proti magnetnim polovom in ne geografskim polovom.
Smer plošč je odvisna tudi od tega, kako ljudje uporabljajo sončno energijo. Na primer, če je nekdo uporabljal sončno energijo za napajanje svojega doma, bo energija, zbrana kasneje čez dan, bolj dragocena. To lahko pomeni zasuk plošč nekoliko proti jugozahodu na severni polobli.
Če sončni kolektorji ne morejo biti obrnjeni proti jugu (ali severu na južni polobli), se obrnite proti zahodu, kjer sonce zahaja. Če teh možnosti ni, jih usmerite proti vzhodu ali severu (ali jugu na južni polobli).
Sončni paneli lahko proizvedejo največ energije, ko so obrnjeni neposredno proti soncu. Po navedbah Sončne ocene, so plošče, ki so obrnjene proti jugu, deležne neposredne sončne svetlobe ves dan, kar ima za posledico največjo moč. Popoldne in zgodaj zvečer pa bo več moči pridobila bolj zahodna lega. Idealen položaj za solarne panele bo temeljil na količini porabljene električne energije in ceni električne energije.
Paneli, obrnjeni proti jugu, so idealni, ko naprava zagotavlja neto odmerjanje 1:1, ker ves čas ustvarja največjo moč. Jugozahodna orientacija je popolna, če komunalno podjetje uporablja zaračunavanje časa uporabe, ki stane dodatno, ko se v gospodinjstvu porabi več energije.
Največjo učinkovitost zagotavlja kot, ki ustreza vaši geografski širini. Bližje kot so vaše plošče ekvatorju, višje morajo biti usmerjene. Vaša geografska širina določa kot, pod katerim bodo vaši paneli deležni največ neposredne sončne svetlobe skozi vse leto.
Na primer, če živite v Boulderju v Koloradu, ki je na 40o S zemljepisne širine, bodo vaše plošče najučinkovitejše, če jih postavite pod kotom 40o obrnjene proti jugu.
Če nameščate sončne celice na poševno streho, boste morali upoštevati tudi kot. Če bi imela vaša streha naklon 20o in bi morali biti vaši paneli pod kotom 40o, bi jih na streho postavili pod kotom 20o.
Vaši sončni kolektorji lahko absorbirajo največ možne energije s sledenjem soncu. Če so vaši sončni kolektorji pritrjeni na tla, jim sledilniki omogočajo, da se premikajo s soncem, da lahko zajamejo največ sončne svetlobe.
Vendar pa obstajajo manjši sledilniki, ki omogočajo, da se vaše plošče ločijo od vzhoda proti zahodu in sledijo soncu od njegovega vzhoda do njegovega zahoda.
Čeprav ima ta sistem visoke začetne stroške, se bo izboljšana učinkovitost morda splačala, če živite nekje, kjer ni veliko neposredne sončne svetlobe.
Najučinkovitejši sončni kolektorji prejmejo neposredno sončno svetlobo. Čez dan pazite na svoje plošče, da vidite, ali okoliška drevesa dajejo senco. Zasenčene celice takrat ne absorbirajo svetlobe.
To boste nedvomno morali občasno storiti, zlasti če živite blizu gozdnate regije. Bodite pozorni na rast, da lahko načrtujete obrezovanje.
O zadevi se pogovorite z lastnikom zemljišča, če drevesa niso na vaši posesti. V zameno za nekaj moči bi bili morda pripravljeni delati na drevesih. Sončni paneli naj bi najbolje delovali pod direktno sončno svetlobo. Če je sonce zakrito z drevesom ali drugo strukturo, se lahko shranjevanje energije sončne baterije in izhod vašega niza znatno zmanjšata.
Senca je še posebej uničujoča za sončne kolektorje, ki uporabljajo slog pretvornika z nizom, ki omejuje izhod niza na intenzivnost najšibkejšega panela, pravi Energy Sage. Tudi če je zasenčen le majhen del vaše matrike, se lahko izhod celotne namestitve zmanjša.
Drevesa okoli vašega niza je treba obrezati ali odstraniti. Če dreves ni mogoče odstraniti ali če kos stavbe meče senco, Energy Sage priporoča uporabo mikroinverter ali pretvornik za optimiziranje moči, da povečate izhod iz nezasenčenih delov niza.
Manj energije pomeni manjšo porabo baterij. Na splošno lahko, če ne delujete z največjo zmogljivostjo, dlje časa uporabljate shranjeno energijo. Prav tako je stroškovno učinkoviteje porabiti manj električne energije več ur kot največjo moč za krajši čas.
Zaženite na primer pralni in pomivalni stroj hkrati. Prav tako morate ugasniti luči na nezasedenih območjih in izključiti elektroniko, ko je ne uporabljate.
Če želite prihraniti denar, postavite shrambo in plošče eno poleg druge. Vsa energija, ki je ne morete shraniti, bo izgubljena, kar lahko zmanjša učinkovitost vaših plošč.
Energija, ki jo absorbirajo vaši sončni paneli, je shranjena v sistemih za shranjevanje litij-ionskih baterij, tako da jo lahko uporabljate tudi, ko ne sije sonce.
Postopek vgradnje solarnih panelov je drag in dolgotrajen. Če namestite rezervne baterije hkrati s sončnimi kolektorji, jih boste kar najbolje izkoristili.
Z vodo in mehko gobo očistite svoje plošče. Po tem bodo vaše sončne celice delovale na vrhuncu, saj bo odstranjena večina prahu in ostankov, ki jih blokirajo.
Izogibajte se visokotlačnim čistilcem, saj lahko poškodujejo površino celic. Dodajte kapljico detergenta za posodo v vodo, če potrebujete malo dodatne pomoči, da odstranite morebitno trdovratno umazanijo.
Samostojno čiščenje plošč je lahko tvegano, če je vaša streha res poševna. Od svojega monterja zahtevajte priporočilo za čistilo; verjetno poznajo nekaj zanesljivih bližnjih podjetij (morda celo sami čistijo plošče).
Prah se lahko sčasoma nabere na vaših sončnih kolektorjih in zmanjša njihovo delovanje. Glede na Nacionalni laboratorij za obnovljivo energijo, lahko nabiranje prahu postopno zmanjša zmogljivost vašega niza za do 7 %.
Po poročanju revije Green Choices je čiščenje sončnih kolektorjev lahko tako preprosto, kot da jih sperete z vrtno cevjo, vendar pa boste morda morali odstraniti nakopičeno umazanijo z mehko krtačo. Ko se odločate, kam boste namestili, razmislite o dostopnosti za pogosto čiščenje.
Od namestitve sončnih kolektorjev so se vaši računi za komunalne storitve zmanjšali. Vendar pa se morda sprašujete, ali obstajajo načini za povečanje učinkovitosti sončnih kolektorjev. Da, to je odgovor. Tukaj naštete strategije so le nekateri od načinov, s katerimi lahko povečate naložbo v sončno energijo doma.
S fokusiranjem sončne svetlobe vam koncentratorji sončne energije omogočajo, da kar najbolje izkoristite svoje sončne kolektorje. Ti koncentratorji usmerijo veliko sončne svetlobe na sprejemnik z uporabo ogledal ali leč. Koncentrirano svetlobo ujame sledilna naprava in jo usmeri proti sončni plošči za največjo učinkovitost. Prihranite lahko več denarja, če zagotovite, da se vsa sončna svetloba izkoristi za proizvodnjo električne energije. Prednost koncentratorja sončne energije je tudi učinkovito shranjevanje energije za uporabo ponoči.
Energijo, ki ste jo shranili čez dan ali med nevihtami, lahko porabite tako, da kupite rezervni sistem sončne baterije. Iz baterij lahko črpate tudi energijo v oblačnih dneh. Rezervni sistem vam omogoča tudi zmanjšanje ogljičnega odtisa vašega doma.
Zdaj ga imate. Stanovanjske sončne celice uporablja več gospodinjstev kot kdaj koli prej, da prihranijo denar in zmanjšajo njihov vpliv na okolje. Vendar verjetno ne boste dosegli optimalne učinkovitosti v smislu PV shranjevanje energije in proizvodnja električne energije, če domači sončni kolektorji niso nameščeni, vzdrževani in nadzorovani pravilno.
Ta priporočila bi pomagala ohranjati najvišjo raven zmogljivosti in povečati učinkovitost solarnih panelov, prihraniti denar in zmanjšati vpliv na okolje. Zdaj se morda zavedate, da ima trg velike potrebe po izdelkih v zvezi s shranjevanjem in uporabo sončne energije v stanovanjih, in vas zanima stopiti v stik z vrhunsko varnostno opremo za fotovoltaični sistem za nakup v velikem obsegu.