Öka solenergilagring och applikationseffektivitet i hemmet 101

Hem Öka solenergilagring och applikationseffektivitet i hemmet 101
Publicerad: 2022-08-07 Ändrad: 28 juni 2024
Dela med sig:

Investeringar i solpaneler i hemmet växer stadigt över hela världen. Detta beror på några faktorer. En är att solpanelseffektiviteten har ökat avsevärt de senaste åren. Med regeringar som har fastställt ambitiösa netto-nollmål har det blivit en trend i dagens värld att ta till sig alternativ för förnybar energi för att minska koldioxidpåverkan.

Hem solpaneler och solsystemstillbehör är bra valuta för pengarna. Vissa människor vidtar dock inte tillräckliga åtgärder för att bevara solpanelernas livslängdseffektivitet. Deras paneler producerar inte så mycket el som de borde som ett resultat, vilket kostar pengarna. 

Husägare kan vidta ett antal åtgärder för att bevara effektiviteten i sin lagring och tillämpning av solenergi. Här är våra bästa rekommendationer om hur man gör solpaneler mer effektiva så att vi kan få högsta möjliga elproduktion.

Vad är solenergieffektivitet? 

Andelen solenergi som lyser på en fotovoltaisk (PV) enhet som omvandlas till användbar elektricitet kallas energiomvandlingseffektiviteten för en PV enhet. Forskningens huvudmål är att öka denna konverteringseffektivitet eftersom det sänker kostnaderna för PV teknik så att de kan konkurrera med andra energikällor.

PV celler förvandlar inte alltid 100 % av solskenet till makt. Det mesta är faktiskt borta. Kapaciteten hos en solcell att omvandla solljuset den tar emot för applicering och batterilagring begränsas av en mängd olika designelement. Högre effektivitet kan uppnås genom att designa med dessa aspekter i åtanke.

För att uppskatta hur mycket energi en cell kommer att producera, utvärderar forskare en solcellsenhets prestanda. Ström och spänning producerar tillsammans elektrisk kraft. Samband mellan ström och spänningsmätare a PV anordnings elektriska egenskaper. 

Strömmen och spänningen som genereras av en cell eller modul kommer att förändras i enlighet med Ohms lag om ett visst "last"-motstånd är fäst till enhetens två terminaler (strömmen genom en ledare mellan två punkter är direkt proportionell mot potentialskillnaden över de två punkterna). Effektiviteten bestäms genom att mäta strömmen och spänningen som genereras för olika belastningsresistanser samtidigt som cellen utsätts för en konstant standardljusnivå och en konstant celltemperatur.

Hur mäter man solenergins effektivitet?

Solpaneler
Källa: Pinterest 

Den mest använda parametern för att jämföra en solcells prestanda med en annan är effektivitet. Effektiviteten hos en solcell definieras som förhållandet mellan energiproduktion och inkommande energi från solen. 

Förutom att reflektera solcellens prestanda påverkas effektiviteten av spektrumet och intensiteten av infallande solljus, samt solcellens temperatur. 

Som ett resultat, för att jämföra en enhets prestanda med en annan, måste parametrarna under vilka effektiviteten mäts kontrolleras noggrant. 

Jordbundna solceller mäts vid en temperatur på 25°C och under AM1.5-förhållanden. Under AM0-förhållanden mäts solceller designade för rymdtillämpning.

Sidan Solcellseffektivitetsresultat innehåller de senaste solcellsresultaten med högsta effektivitet.

Effektiviteten hos en solcell definieras som andelen av infallande effekt omvandlad till el och beräknas enligt följande:

image2

En multimeter kan användas för att mäta den elektriska effekten från en solpanel. I alla kretsar mäter en multimeter ström, resistans och spänning.

Solpanelen ska få fullt solljus genom att vända sig mot solen i optimal vinkel, och solpanelens watt bör bestämmas vid den tidpunkten.

Faktorer som påverkar solenergins effektivitet

Solskyddslåda
Källa: Beny

Solpaneler kan omvandla över 22 % av solenergin till användbar energi baserat på faktorer som installation, orientering, väderförhållanden och så vidare. Prestandan hos solenergisystem beror på mängden solsken som faller på panelerna och dess resultat definierar solpanelens effektivitet.

Inte allt solljus som träffar en fotovoltaisk cell omvandlas till el. Faktum är att det mesta har gått förlorat. En mängd olika aspekter av solcellsdesign bidrar till en cells förmåga att omvandla det solljus som den tar emot. Högre effektivitet kan uppnås genom att designa med dessa överväganden i åtanke.

Ljusceller med absorberande material med flera bandgap ökar effektiviteten genom att separera solspektrumet i mindre fack, var och en med en högre termodynamisk effektivitetsgräns.

Några faktorer som påverkar solenergins effektivitet är:

Våglängd

Fotoner, eller energipaket, är ljusets byggstenar och finns i en mängd olika energier och våglängder. Våglängder i solljuset som når planetens yta spänner från ultraviolett till infrarött. Vissa fotoner reflekteras när ljus träffar en solcells yta, medan andra passerar rakt igenom. 

Energin hos några av de absorberade fotonerna omvandlas till värme. De återstående har tillräcklig energi för att frigöra elektroner från sina atombindningar, vilket resulterar i laddningsbärare och elektrisk ström.

rekombination

En "laddningsbärare", till exempel en negativt laddad elektron, kan röra sig genom en halvledare som en väg för elektrisk ström att flöda genom den. Ett "hål", som betecknar frånvaron av en elektron i materialet och fungerar som en positiv laddningsbärare, är en annan typ av sådan laddningsbärare. 

En elektron kan kombineras igen efter att ha kommit i kontakt med ett hål, vilket eliminerar deras bidrag till den elektriska strömmen. 

Metoden med vilken elektricitet produceras i en solcell omkastas genom direkt rekombination, där ljusgenererade elektroner och hål kolliderar, rekombinerar och avger en foton. Det är en av de viktigaste sakerna som hindrar produktiviteten.

När elektroner eller hål kommer i kontakt med en förorening, ett fel i kristallstrukturen eller ett gränssnitt kallas processen indirekt rekombination. Detta gör att energin kan frigöras som värme.

Temperatur

Låga temperaturer är vanligtvis det bästa för solceller. En blygsam ökning av strömmen produceras men en mycket större spänningsminskning som ett resultat av de skiftande halvledaregenskaperna som orsakas av högre temperaturer. 

Extrema temperaturökningar kan också skada materialen i cellen och andra moduler, vilket minskar deras livslängd. Eftersom det mesta av solljuset som träffar celler omvandlas till värme, ökar effektiv värmehantering effektiviteten och livslängden.

Reflektion

Genom att minska mängden ljus som reflekteras från en cells yta kan effektiviteten förbättras. Till exempel reflekterar kisel som inte har behandlats mer än 30 % av ljuset som träffar det. Reflektion reduceras av antireflexbeläggningar och strukturerade ytor. En mörkblå eller svart färg indikerar en högeffektiv cell.

Varför behöver vi öka solenergieffektiviteten?

Solpaneler fungerar
Källa: Pinterest

När det råder utrymmesbrist är effektiviteten avgörande. Det kanske inte finns så mycket utrymme tillgängligt om folk vill ha ett hem med nettonoll och vill att deras takterrass ska generera all el som ett hushåll behöver.

Majoriteten av solcellssystem för bostäder är takmonterade, men inte alla tak är lämpliga för solenergigenerering på grund av skuggning och svåra taklinjer som begränsar panelinstallationen. 

För maximal energigenerering är det också önskvärt att placera solpaneler i en vinkel mot söder. Den totala mängden energi som kan skapas kommer att växa med användning av mer effektiva paneler.

Eftersom nya framtida tekniska framsteg erbjuder större energiproduktion på mindre utrymme, skapar ökningar i solpanelseffektivitet ofta nyhetsrubriker. Den mängd energi som kan produceras från en viss mängd solljus kallas denna effektivitet. Systemet kan producera mer energi ju effektivare det är.

Effektiviteten hos solpaneler har aldrig varit högre. Som ett resultat finns det nu fler högeffektiva solpaneler tillgängliga än någonsin tidigare, och därför också viktigt för hushållen att öka solenergieffektiviteten.

Sätt att öka solenergieffektiviteten

Sätt att öka solenergieffektiviteten
Källa: Pinterest

När man överväger solenergi som en livskraftig kraftkälla, är en solpanels effektivitet avgörande; ju bättre effektivitet, desto billigare skulle installationen vara. 

Men pågående forskning ger frukt, och nyckelområdet för koncentration är utvecklingen av denna teknik och ökad effektivitet hos solceller.

Det är avgörande att inse att effektiviteten hos en enskild solcell inte motsvarar effektiviteten hos solpaneler (moduler) som helhet. Solcellseffektiviteten kan ibland överstiga 42 procent medan solpanelens effektivitet vanligtvis ligger mellan 15 och 20 procent.

Men om inte annat specifikt anges används laboratorietester för att mäta solcellers prestanda. Följaktligen, även om 42 procent är en anmärkningsvärd prestation, kanske hemkonsumenter inte använder detta eftersom laboratorieinställningarna inte är desamma som i den verkliga världen.

Men det finns fortfarande några sätt att öka solenergieffektiviteten:

Använd paneler med monokristallina celler

De mest effektiva solpanelerna är monokristallina. Kvaliteten på solcellscellerna är den viktigaste prediktorn för solpanelens effektivitet inom området för solenergisystem. Om effektivitet är avgörande, snåla inte på kvaliteten när du köper eller leasar.

Cellpaneler av lägre kvalitet kan vara billigare att skaffa, men de kommer att vara mindre effektiva och producera mindre energi. Det betyder att de kommer att kosta mer att köra än paneler med högkvalitativa celler.

Investera i antireflexbeläggningar

Antireflekterande beläggningar gör att cellerna kan absorbera mer ljus. Mer än 30 % av ljuset som träffar panelerna absorberas inte och omvandlas till elektricitet om antireflexbeläggningar inte används. Antireflektionsbeläggningar appliceras på solceller i högkvalitativa solpaneler för att undvika ljusförlust på grund av reflektion. 

Dessa beläggningar säkerställer att så många av solens strålar som möjligt absorberas av panelerna. Celler med grov yta är också antireflekterande. När du letar efter solpaneler, fråga om procedurerna för att kontrollera reflektion.

Anlita en certifierad solcellsinstallatör

En kompetent installation säkerställer maximal effektivitet. Bortsett från kvalifikationer, se till att alla installationer som används har alla nödvändiga licenser och försäkringar i området.

Kontrollera bakgrunden för alla installationsprogram eller tillverkare för att säkerställa att de har erfarenhet och ett gott rykte inom solenergiområdet.

Orientera solpaneler för maximal exponering 

Orientera panelerna geografiskt söderut på norra halvklotet. Om någon bor på södra halvklotet ska deras paneler vara vända mot norr. Dessa är inte samma som riktningarna som de kan hitta med en kompass, som skickar dem mot de magnetiska polerna snarare än de geografiska polerna.

Riktningen på panelerna bestäms också av hur människor använder solenergi. Till exempel, om någon använde solenergi för att driva sitt hem, kommer energin som samlas in senare på dagen att bli mer värdefull. Detta kan innebära att panelerna roteras något sydväst på det norra halvklotet.

Om solpanelerna inte kan vända mot söder (eller norr på södra halvklotet), vänd mot väster, där solen går ner. Om det inte finns dessa alternativ, orientera dem öster eller norr (eller söderut på södra halvklotet). 

Solpaneler kan generera maximal energi när de är vända mot solen direkt. Enligt Solenergi recensioner, paneler som vetter mot söder får direkt solljus under hela dagen vilket resulterar i maximal effekt. På eftermiddagen och tidigt på kvällen kommer dock en mer västlig position att generera mer kraft. Den idealiska positionen för solpaneler kommer att baseras på mängden el som används och priset på el. 

Paneler i söderläge är idealiska när kraftverket levererar 1:1 nettomätning eftersom det genererar maximal effekt hela tiden. En sydvästlig orientering är perfekt om kraftverket använder tidsdebitering som kostar extra när mer ström används i ett hushåll. 

Beräkna den bästa vinkeln för latituden

Maximal effektivitet säkerställs genom en vinkel som motsvarar din geografiska latitud. Ju närmare dina paneler är ekvatorn, desto högre bör de peka. Din geografiska latitud avgör i vilken vinkel dina paneler får mest direkt solljus under hela året.

Om du till exempel bor i Boulder, Colorado, som ligger på 40o N latitud, kommer dina paneler att vara mest effektiva om du placerar dem i en 40o vinkel mot geografiskt söderut.

Om du installerar solpaneler på ett sluttande tak, måste du ta hänsyn till vinkeln också. Om ditt tak hade en lutning på 20o och du behövde att dina paneler skulle ha en 40o vinkel, skulle du placera dem i en 20o vinkel på taket.

Ställ in panelerna för att spåra solen

Dina solpaneler kan absorbera så mycket energi som möjligt genom att spåra solen. Om dina solpaneler är markmonterade låter trackers dem röra sig med solen så att de kan fånga maximalt solljus. 

Det finns dock mindre spårare som gör att dina paneler kan båga sig från öst till väst, följa solen från när den går upp till när den går ner.

Även om detta system har en hög initial kostnad, om du bor någonstans som inte får mycket direkt solsken, kan den förbättrade effektiviteten vara värt det.

Eliminera skugga

De mest effektiva solpanelerna får direkt solljus. Håll ett öga på dina paneler hela dagen för att se om några omgivande träd ger någon skugga. Skuggade celler absorberar inte något ljus vid den tiden.

Du kommer utan tvekan att behöva göra detta ibland, särskilt om du bor nära ett skogsområde. Var medveten om tillväxten så att du kan planera trimningar.

Diskutera saken med markägaren om träden inte finns på din fastighet. I utbyte mot lite kraft kan de vara villiga att arbeta på träden. Solpaneler är tänkta att fungera bäst i direkt solljus. Om solen skyms av ett träd eller annan struktur, kan lagringen av ditt solbatteris energi och produktionen av din array minska avsevärt. 

Skugga är särskilt destruktiv för solpaneler som använder en "sträng"-stil av växelriktaren, vilket begränsar arrayens uteffekt till intensiteten hos den svagaste panelen, enligt Energy Sage. Även om bara en liten del av din array är skuggad, kan produktionen av hela installationen minska.

Träd runt din array bör beskäras eller tas bort. Om träden inte kan tas bort eller om en bit av byggnaden ger skugga, rekommenderar Energy Sage att använda en mikroinverter eller power optimizer inverter för att maximera uteffekten från de oskuggade delarna av arrayen.

Minska antalet prylar som använder solel på samma gång

Mindre ström betyder mindre förbrukning av dina batterier. I allmänhet, om du inte arbetar med maximal kapacitet, kan du använda din lagrade energi under en längre tid. Det är också mer kostnadseffektivt att använda mindre el under flera timmar istället för maximal effekt under en kortare tid.

Kör till exempel klädtvätt och diskmaskin samtidigt. Du bör också släcka lampor i obemannade utrymmen och koppla ur elektroniken när den inte används.

Installera reservbatterier för att lagra solenergi 

För att spara pengar, placera din lagring och paneler bredvid varandra. All energi som du inte kan lagra kommer att gå förlorad, vilket kan minska effektiviteten hos dina paneler. 

Energin som dina solpaneler absorberar lagras i litiumjonbatterilagringssystem så att du kan använda den även när solen inte skiner.

Proceduren för att installera solpaneler är dyr och tidskrävande. Om du installerar reservbatterier samtidigt som dina solpaneler får du ut det mesta av dem.

Rengör solpanelerna 

Rengör dina paneler med vatten och en mjuk svamp. Dina solpaneler kommer att fungera på topp efter att ha gjort detta eftersom majoriteten av damm och skräp som blockerar dem kommer att tas bort. 

Undvik högtryckstvättar eftersom de kan skada cellernas yta. Tillsätt en droppe diskmedel i vattnet om du behöver lite extra hjälp för att ta bort eventuell envis smuts.

Att rengöra dina paneler själv kan vara riskabelt om ditt tak är riktigt lutande. Begär en rengöringsrekommendation från din installatör; de känner förmodligen till några pålitliga närliggande företag (de kan till och med rengöra paneler själva).

Damm kan samlas på dina solpaneler med tiden, vilket minskar deras prestanda. Enligt National Renewable Energy Laboratory, kan dammackumulering successivt minska din arrays prestanda med upp till 7 %.

Enligt tidningen Green Choices kan rengöring av solpaneler vara lika enkelt som att skölja dem med en trädgårdsslang, men att eliminera uppbyggd smuts kan behöva skrubbas med en mjuk borste. Tänk på tillgänglighet för frekvent rengöring när du bestämmer var du ska installera.

Hur maximerar man solenergin?

En mikroinverter
Källa: Beny

Sedan installationen av dina solpaneler har dina elräkningar minskat. Men du kanske frågar om det finns några sätt att öka effektiviteten hos solpaneler. Ja, det är svaret. Strategierna som listas här är bara några av sätten du kan maximera din heminvestering i solenergi.

Solenergikoncentrator

Genom att fokusera solljus gör solenergikoncentratorer det möjligt för dig att få ut det mesta av dina solpaneler. Dessa koncentratorer fokuserar mycket solljus på en mottagare med hjälp av speglar eller linser. Det koncentrerade ljuset fångas upp av en spårningsenhet och riktas mot solpanelen för maximal effektivitet. Du kan spara mer pengar genom att se till att allt solsken används för att generera el. En solenergikoncentrator har också fördelen av att effektivt lagra energi för användning på natten.

Batteribackup

Du kan använda den energi du har lagrat under dagen eller under stormar genom att köpa ett backupsystem för solcellsbatterier. Du kan också hämta ström från batterierna under molniga dagar. Ett backup-system gör det också möjligt för dig att minska koldioxidavtrycket i ditt hem.

Slutsats 

Du har det nu. Solpaneler för bostäder används av fler hushåll än någonsin för att spara pengar och minska deras miljöeffekt. Men man kommer sannolikt inte att uppnå optimal effektivitet när det gäller PV energilagring och elproduktion om hemsolpaneler inte installeras, underhålls och övervakas korrekt.

Dessa rekommendationer skulle hjälpa till att upprätthålla toppprestandanivåer och öka solpanelens effektivitet, spara pengar och minska miljöeffekten. Nu kanske du inser att marknaden har stora behov av produkter när det gäller lagring och tillämpning av solenergi i bostäder, och är intresserad av ta kontakt med det bästa solcellssystemets säkerhetsutrustning för bulkköp.

Få en gratis offert

Prata med vår expert