Przewodnik po wyborze paneli słonecznych: Maksymalizacja mocy wyjściowej

Wprowadzenie:

Technologia solarna stała się monumentalną innowacją w sektorze energii odnawialnej, oferując znaczące rozwiązania w zakresie redukcji emisji dwutlenku węgla i poprawy zrównoważonego rozwoju energetycznego. W systemach solarnych panele słoneczne (znane również jako moduły słoneczne) odgrywają kluczową rolę, bezpośrednio określając ilość wytwarzanej energii. Dlatego też wybór odpowiedniego panelu słonecznego jest kluczowym krokiem do zapewnienia optymalnej wydajności systemu.

Niniejszy artykuł poświęcony jest poszczególnym czynnikom wpływającym na wydajność energetyczną paneli słonecznych. Dzięki pełnemu zrozumieniu tych kluczowych elementów, będziesz lepiej przygotowany do planowania i projektowania systemu solarnego, zaspokajając swoje potrzeby energetyczne, jednocześnie zwiększając wydajność zrównoważonej produkcji energii.

Kluczowe czynniki wpływające na wytwarzanie energii przez moduł:

1. Prąd i temperatura pracy modułu solarnego

2. Współczynnik temperaturowy modułu słonecznego

3. Odpowiedź spektralna modułu słonecznego

4. Wydajność modułu słonecznego przy słabym oświetleniu

5. Degradacja modułu słonecznego

6. Instalacja i akcesoria

7. Zewnętrzne czynniki środowiskowe

Gdy prąd roboczy modułu słonecznego jest wyższy, zazwyczaj prowadzi to do wzrostu temperatury roboczej modułu. Dzieje się tak, ponieważ wielkość prądu jest związana z wytwarzaniem ciepła w module ze względu na opór wewnętrzny, a wyższe prądy powodują większe straty ciepła.

Straty ciepła powodują wzrost temperatury modułu solarnego. W wyższych temperaturach przepływ elektronów spowalnia, zmniejszając napięcie, a w konsekwencji wydajność modułu słonecznego spada.

Aby zbadać związek między wydajnością wytwarzania energii elektrycznej przez różne moduły a ich temperaturami roboczymi, firma JinkoSolar we współpracy z TUV Nord przeprowadziła w lutym 2021 r. empiryczny projekt na wolnym powietrzu w Narodowej Bazie Eksperymentalnej Fotowoltaiki w Yinchuan. Temperatury robocze modułów ultrawysokoprądowych (18 A) były średnio o około 1,8°C wyższe niż w przypadku modułów 182 (13,5 A), przy maksymalnych różnicach temperatur wynoszących około 5°C. Wynika to przede wszystkim z faktu, że nadmierny prąd roboczy modułów prowadzi do znacznego wzrostu strat ciepła na powierzchni ogniw słonecznych i taśm lutowniczych, przyczyniając się do wzrostu temperatury roboczej modułu. Jak powszechnie wiadomo, moc wyjściowa modułów fotowoltaicznych spada wraz ze wzrostem temperatury. Na przykład w przypadku modułów PERC, gdy temperatura modułu przekracza znamionową temperaturę roboczą, moc wyjściowa spada o około 0,35% na każdy stopień Celsjusza wzrostu temperatury. Biorąc pod uwagę kombinację czynników, wyniki empiryczne pokazują, że 182 moduły osiągają współczynnik wytwarzania energii elektrycznej na poziomie jednego wata o około 1,8% wyższy niż w przypadku modułów ultrawysokoprądowych. Moduły Maysun Twisun z czarną ramą oferują zaletę niskiego prądu (9A) i wysokiej mocy, działając lepiej w warunkach wysokiej temperatury, ponieważ niski prąd pomaga obniżyć temperaturę pracy, zmniejszyć straty ciepła i poprawić wydajność modułu.

Poniższe obrazy ilustrują porównanie temperatur roboczych między modułami ultra wysokoprądowymi (18 A) a modułami 182 (13,5 A).

Wstępne dane ze stacji empirycznej pokazują, że 21 marca i 4 maja zmierzono temperatury robocze modułów ultrawysokoprądowych (18 A) i 182 modułów (13,5 A). Temperatury robocze modułów ultrawysokoprądowych były zauważalnie wyższe niż modułów 182. Wzrost temperatury prowadzi do zmniejszenia produkcji energii elektrycznej. Moduły 182 osiągają współczynnik wytwarzania energii elektrycznej dla pojedynczego wata o około 1,8% wyższy niż moduły ultrawysokoprądowe.

Sugestia：

Moduły o dużym natężeniu prądu mogą prowadzić do zwiększonych strat termicznych, powodując ich większe nagrzewanie się, co z kolei skutkuje większym spadkiem ich mocy wyjściowej. Konieczne jest zwiększenie kontroli strat termicznych paneli słonecznych. Wdrożenie środków chłodzenia, takich jak montaż płyt rozpraszających ciepło pod modułami lub podniesienie wysokości paneli słonecznych nad ziemią w celu poprawy wentylacji, może być korzystne.

Co więcej, przy wyborze falowników i paneli słonecznych kluczowe znaczenie ma upewnienie się, że prąd maksymalnego punktu mocy panelu (często określany w skrócie jako prąd MPP) nie przekracza maksymalnego prądu wejściowego śledzenia maksymalnego punktu mocy falownika (lub MPPT). Wynika to z faktu, że obwód MPPT falownika musi skutecznie śledzić MPP panelu słonecznego, aby zmaksymalizować wydajność konwersji energii. Na przykład, jeśli MPPT falownika ma wartość znamionową 12,5 A, a prąd MPP panelu wynosi 13,5 A, wówczas moduł nie będzie kompatybilny z tym falownikiem.

Współczynnik temperaturowy modułów słonecznych jest istotnym parametrem wydajności, wskazującym na zmienność wydajności paneli słonecznych w różnych temperaturach. Moc znamionowa modułów słonecznych jest określana w standardowych warunkach testowych (STC). Jeśli podczas pracy rzeczywista temperatura robocza przekroczy znamionową temperaturę roboczą, moc wyjściowa spadnie. Dzieje się tak, ponieważ sprawność konwersji fotowoltaicznej modułu spada wraz ze wzrostem temperatury. Na przykład, jeśli współczynnik temperaturowy mocy wynosi -0,34%/°C, na każdy 1°C wzrostu powyżej znamionowej temperatury pracy, moc wyjściowa modułu zmniejszy się o 0,34%.

Co więcej, wahania temperatury mają również wpływ na długoterminową stabilność i żywotność modułów słonecznych. Podwyższone temperatury mogą prowadzić do zmęczenia materiału w modułach, zmniejszając ich żywotność. Zazwyczaj moduły o niższym współczynniku temperaturowym mają dłuższą żywotność. W skrajnych przypadkach przegrzanie modułów słonecznych może stanowić zagrożenie dla bezpieczeństwa, prowadząc nawet do pożarów.

Według danych z wykresu, współczynnik temperaturowy dla modułów IBC Maysun wynosi -0,29%/℃. Oznacza to, że na każdy 1℃ wzrostu temperatury pracy modułu IBC przypada spadek mocy o 0,29%. Z drugiej strony, moduły PERC mają współczynnik temperaturowy -0,34%/℃. Oznacza to, że na każdy 1 ℃ wzrostu temperatury roboczej modułu PERC, moc spada o 0,34%. W środowiskach o wysokiej temperaturze, gdzie temperatura pracy modułu może osiągnąć 85 ℃, moc modułu PERC znacznie spadła do 79,6%, podczas gdy moduł IBC może nadal utrzymywać moc wyjściową na poziomie 82,6%.

Sugestia:

Dlatego też, gdy w gorętszych regionach lub gdy rozważa się bezpieczeństwo w warunkach wysokiej temperatury, wybór modułów o niższym współczynniku temperaturowym jest rozważnym wyborem. Panele słoneczne IBC (Interdigitated Back Contact), o niższym współczynniku temperaturowym (0,29%/℃), wykazują wyraźną przewagę w obszarach o wysokiej temperaturze.

Ogniwa słoneczne wykorzystują efekt fotoelektryczny do przekształcania światła słonecznego bezpośrednio w energię elektryczną. Ich reakcja spektralna określa zakres widma światła, które mogą skutecznie zaspokoić. Obecnie większość ogniw słonecznych dostępnych na rynku jest oparta na krzemie i reaguje głównie na widmo widzialne i część promieniowania podczerwonego. Z kolei ich reakcja na promieniowanie ultrafioletowe i znaczną część widma podczerwonego jest stosunkowo słaba.

Przedstawiony rysunek pokazuje typowe widmo promieniowania słonecznego wraz z widmową reakcją krzemowego ogniwa słonecznego. Ważne jest, aby zrozumieć, że ta odpowiedź spektralna lub czułość spektralna określa zakres promieniowania, w którym ogniwo działa najbardziej efektywnie. Ma to ogromny wpływ na jego wydajność w różnych warunkach promieniowania. Komórki te reagują głównie na widmo widzialne i bliską podczerwień.

Zanurzenie się w charakterystykę odpowiedzi widmowej typowego ogniwa słonecznego na bazie krzemu:

Reakcja na światło widzialne: Ogniwa słoneczne na bazie krzemu wykazują silną reakcję na światło widzialne, głównie skoncentrowane w zakresie długości fal 400-700nm. W tym spektrum, energia światła może stymulować elektrony walencyjne w atomach krzemu, promując je do pasma przewodzenia, powodując powstawanie par elektron-dziura, wytwarzając w ten sposób prąd.

Reakcja na podczerwień o krótkiej długości fali: Komórki te wykazują pewną wrażliwość na krótsze długości fal światła podczerwonego, głównie skoncentrowane między 800-1100nm. Światło w tym spektrum może promować elektrony w atomach krzemu do pasma przewodzenia, zwiększając wydajność prądową.

Reakcja na światło ultrafioletowe: Reakcja ogniw słonecznych opartych na krzemie na światło ultrafioletowe jest stosunkowo słaba i występuje głównie w zakresie długości fal 200-400nm. Energia z tej części widma jest zbyt mała, aby pobudzić elektrony walencyjne w atomach krzemu do pasma przewodzenia, co skutkuje minimalnym wytwarzaniem prądu.

Reakcja na długie fale podczerwone: Reakcja na długofalową część widma podczerwieni jest również ograniczona, głównie w zakresie 1100-1200nm. Energia w tym spektrum jest zbyt niska, aby wygenerować wystarczający prąd.

Biorąc pod uwagę ten sam moduł solarny, wydajność energetyczna może się znacznie różnić w regionach o znacznych różnicach w widmie światła. Monokrystaliczne krzemowe ogniwa słoneczne wykazują wyższą wydajność kwantową w porównaniu do polikrystalicznych ogniw krzemowych, zwłaszcza w zakresie 310-550 nm. W tym zakresie wydajność kwantowa monokrystalicznych ogniw krzemowych może nawet przewyższać wydajność ogniw polikrystalicznych o ponad 20%, co skutkuje wyższą produkcją energii.

Sugestia:

Przed rozpoczęciem budowy elektrowni słonecznej warto wybrać moduły o szerszej odpowiedzi spektralnej w oparciu o dominujące pasma napromieniowania w danej lokalizacji. W porównaniu do innych modułów technologicznych, moduły IBC charakteryzują się szeroką odpowiedzią spektralną, zdolną do wychwytywania promieniowania słonecznego w zakresie od ultrafioletu do światła widzialnego i do widma bliskiej podczerwieni, w przybliżeniu od 300nm do 1200nm. Ten szeroki zakres zapewnia, że moduły IBC działają wyjątkowo dobrze w różnych warunkach oświetleniowych, w tym w scenariuszach słabego i rozproszonego światła.

Termin "efekt słabego światła" w kontekście paneli słonecznych odnosi się do ich wydajności i produkcji energii przy słabym oświetleniu. Zjawisko to jest powszechnie obserwowane wczesnym rankiem, późnym wieczorem, w pochmurne dni lub gdy część paneli jest zacieniona. Efekt słabego oświetlenia ma znaczący wpływ na ogólną wydajność systemu solarnego i możliwości generowania energii.

W warunkach słabego oświetlenia, zmniejszona intensywność oznacza, że elektrony w panelach słonecznych poruszają się w zmniejszonym tempie, co prowadzi do spadku generowanego prądu i znacznego spadku wydajności energetycznej paneli. Jednocześnie moduły słoneczne potrzebują więcej czasu, aby osiągnąć napięcie robocze wymagane przez falowniki, ograniczając w ten sposób efektywny czas generowania energii przez system fotowoltaiczny w ciągu dnia.

Sugestia:

Aby temu przeciwdziałać, warto zdecydować się na moduły słoneczne, które doskonale sprawdzają się w warunkach słabego oświetlenia, takie jak moduły IBC (Interdigitated Back Contact) lub moduły HJT (Heterojunction). Ogniwa IBC, z unikalną strukturą tylnego styku, są w stanie wychwytywać rozproszone światło z boków i z tyłu, oferując wyraźną przewagę, gdy warunki oświetleniowe zmieniają się lub są z natury niskie, co czyni je szczególnie odpowiednimi dla regionów o dużej szerokości geograficznej. Z drugiej strony, moduły HJT, ze względu na swoją heterozłączową konstrukcję, zwiększają separację ładunków i wydajność zbierania. Dzięki temu idealnie nadają się do generowania wydajnej mocy wyjściowej przy zachmurzonym niebie lub wczesnym rankiem i późnym wieczorem.

Według danych z centrum certyfikacji TUV SUD, moduły słoneczne IBC firmy Maysun wykazują minimalne straty centralne. W warunkach słabego oświetlenia, w zestawieniu z produktami PERC, występuje wyraźny wzrost wydajności. Przy poziomie napromieniowania 200 W/m², moduły IBC wykazują względny przyrost mocy na poziomie 2,01%. Dodatkowo, ze względu na wysoką charakterystykę napięcia otwartego modułów IBC, szybciej osiągają one napięcie robocze falownika wczesnym rankiem i wieczorem, skutecznie wydłużając czas wytwarzania energii.

Reakcje degradacji modułu obejmują PID (Potential Induced Degradation), LID (Light-Induced Degradation), LeTID (Light and elevated Temperature Induced Degradation), UVID (UV Induced Degradation), starzenie i efekt hotspot. Te reakcje degradacji to procesy degradacji wydajności, którym panele słoneczne mogą podlegać w określonych warunkach, wpływając na moc wyjściową i długoterminową wydajność systemu.

（1）PID:

Potential Induced Degradation (PID) odnosi się do degradacji wydajności paneli słonecznych przy określonych różnicach napięcia. PID występuje z powodu wyzwania, jakim jest utrzymanie długotrwałego uszczelnienia modułów fotowoltaicznych podczas użytkowania, szczególnie w zmiennych wysokich temperaturach i wilgotności. Może to prowadzić do znacznego gromadzenia się ładunku na powierzchni ogniwa, wpływając na pasywację i powodując spadek wydajności, przy czym wytwarzanie energii może spaść o ponad połowę.

Sposoby na zmniejszenie efektu PID:

Na podstawie długoterminowych eksperymentów eksperci ds. produktów firmy Maysun podsumowali metody łagodzenia efektu PID. Obejmują one przede wszystkim

Uziemienie ujemnego zacisku komponentów szeregowych lub przyłożenie dodatniego napięcia między modułem a uziemieniem w godzinach wieczornych.

Zwiększenie żywotności i jakości folii EVA oraz optymalizacja procesu hermetyzacji.

Modyfikacja emitera ogniwa i warstwy antyrefleksyjnej SiN.

Opracowany przez Maysun moduł HJT posiada doskonałą wydajność anty-PID. Jego cienka warstwa TCO (Transparent Conductive Oxide) ma właściwości przewodzące, zapobiegając polaryzacji ładunku na powierzchni, strukturalnie unikając degradacji PID.

（2）LID：

LID (Light-Induced Degradation) to parametr niezawodności modułów fotowoltaicznych. Ogólnie obejmuje trzy główne typy: Degradacja świetlna związków boru i tlenu (BO-LID), degradacja wywołana światłem i podwyższoną temperaturą (LeTID) oraz degradacja pasywacji powierzchni wywołana promieniowaniem ultrafioletowym (UVID).

BO-LID (degradacja świetlna związków boru i tlenu): Zazwyczaj, gdy mówimy o LID, mamy na myśli BO-LID, uważany za główny czynnik degradacji świetlnej w krystalicznych ogniwach krzemowych. Gdy tylko moduły fotowoltaiczne zostaną wystawione na działanie światła słonecznego, rozpoczyna się LID, który w krótkim czasie (dni lub tygodnie) może osiągnąć nasycenie. Rozwiązanie problemu BO-LID można osiągnąć poprzez modyfikację domieszek (np. wprowadzenie galu) lub poprawę technik pasywacji.

LeTID (Degradacja wywołana światłem i podwyższoną temperaturą): LeTID to indukowana termicznie utrata wydajności, związana głównie z materiałami i defektami w ogniwach słonecznych. Pod wpływem wysokiej temperatury i promieniowania, defekty w ogniwie mogą się zwiększać, prowadząc do rekombinacji ładunku i zwiększonej rezystancji, w konsekwencji zmniejszając wydajność ogniwa. Efekty LeTID są zwykle obserwowane podczas rzeczywistej pracy modułu, a nie w warunkach laboratoryjnych. Aby złagodzić efekty LeTID, producenci często poprawiają dobór materiałów, procesy produkcyjne, przeprowadzają testy stabilności termicznej i oceniają wydajność ogniw w wysokich temperaturach, aby zapewnić stałą wydajność modułu.

UVID (degradacja wywołana promieniowaniem ultrafioletowym): UVID odnosi się do potencjalnego spadku wydajności modułów słonecznych po długotrwałej ekspozycji na promieniowanie ultrafioletowe. Degradacja ta wiąże się przede wszystkim z materiałami stosowanymi w ogniwach słonecznych, zwłaszcza z materiałami do konwersji fotoelektrycznej. Ciągła ekspozycja na promieniowanie UV może prowadzić do reakcji chemicznych lub rozpadu materiałów ogniwa, powodując pogorszenie wydajności, często objawiające się zmniejszoną wydajnością i mocą wyjściową. Aby zwalczać skutki promieniowania UVID, producenci zazwyczaj wykorzystują materiały o wysokiej stabilności UV, ulepszają materiały hermetyzujące modułu w celu lepszej ochrony i przeprowadzają testy ekspozycji na promieniowanie UV w celu oceny wytrzymałości modułu.

Obecnie moduły HJT (Heterojunction Technology) firmy Maysun zdołały osiągnąć brak efektu LID. Ze względu na podłoże ogniw HJT, które jest zazwyczaj monokrystalicznym krzemem typu N z domieszką fosforu, brak jest kompleksów bor-tlen i bor-metal występujących w krzemie typu P. Dzięki temu ogniwa HJT są odporne na efekty LID.

（3） Starzenie się modułów słonecznych

Moduły słoneczne, odgrywające kluczową rolę w pozyskiwaniu energii słonecznej, nie są odporne na upływ czasu i zużycie środowiskowe. Wraz z wiekiem ich wydajność może spadać, prowadząc do zmniejszenia produkcji energii. Poniżej przedstawiamy główne czynniki wpływające na żywotność modułów:

Żółknięcie enkapsulantu: Długotrwała ekspozycja na promieniowanie UV może powodować żółknięcie hermetyzatora w modułach, wpływając zarówno na wygląd, jak i zdolność pochłaniania światła. Może to zmniejszyć ogólną wydajność konwersji modułu.

Zużycie warstwy tylnej: Z biegiem czasu, zwłaszcza w wysokich temperaturach i wilgotności, odporność warstwy tylnej na wilgoć może ulec pogorszeniu, zwiększając ryzyko hydrolizy enkapsulantu i korozji ogniw.

Spadek wydajności ogniw: Ciągła praca w trudnych warunkach może zmniejszyć wydajność ogniw słonecznych i moc wyjściową ze względu na zmiany właściwości materiału.

Producenci są świadomi tych wyzwań. Przykładowo, moduły słoneczne IBC firmy Maysun objęte są 25-letnią gwarancją na moc i produkt. Obiecują jedynie 1,5% spadek wydajności w pierwszym roku, a następnie zaledwie 0,4% roczny spadek liniowy, zapewniając użytkownikom stałe korzyści przez cały okres użytkowania modułu.

（4） Efekt gorącego punktu

Efekt gorącego punktu odnosi się do potencjalnie niekorzystnej sytuacji w panelach słonecznych, w której niektóre ogniwa lub części modułu nagrzewają się bardziej niż inne. Może to zagrozić wydajności i bezpieczeństwu całego modułu.

Kiedy występuje efekt gorącego punktu?

Zacienienie lub przeszkoda:

Jeśli część panelu słonecznego jest zacieniona lub zasłonięta, te konkretne ogniwa nie będą wytwarzać prądu, ale sąsiednie ogniwa będą nadal działać. Zmusza to zacienione ogniwa do działania jako obciążenie, pochłaniając ciepło z sąsiednich funkcjonujących ogniw, co może powodować ich nadmierne nagrzewanie.

Niezgodności między ogniwami:

Czasami mogą występować drobne rozbieżności lub niedoskonałości między ogniwami słonecznymi. Może to powodować, że niektóre ogniwa nagrzewają się szybciej niż ich odpowiedniki, prowadząc do powstawania gorących punktów w tych konkretnych obszarach.

Konsekwencje efektu gorącego punktu:

Uszkodzenie ogniw:

Hot spoty mogą degradować lub uszkadzać przegrzane ogniwa, potencjalnie skracając ich żywotność i wydajność.

Obawy o bezpieczeństwo:

Podwyższona temperatura spowodowana gorącymi punktami może stwarzać ryzyko pożaru lub inne zagrożenia dla bezpieczeństwa.

Aby złagodzić efekt gorących punktów, firma Maysun Solar zintegrowała przełączniki obejściowe MOS w swoich panelach z serii Venusun, zastępując nimi tradycyjne diody obejściowe. Przełączniki te oferują szybszą reakcję na zmienne warunki oświetleniowe, szybko się dostosowując i minimalizując wpływ zacienienia na wydajność modułu.

Czynniki dotyczące metod instalacji i akcesoriów systemu solarnego obejmują kąt nachylenia paneli słonecznych, straty kombinacji paneli, kable, straty transformatora, sterowniki, sprawność falownika i inne.

(1) Kąt nachylenia paneli słonecznych:

Kąt nachylenia paneli słonecznych ma bezpośredni związek z ilością generowanej energii elektrycznej. Odnosi się on do kąta, pod jakim panele są zamontowane na swoich wspornikach, wpływając na sposób, w jaki odbierają światło słoneczne. Optymalny kąt nachylenia zależy od szerokości geograficznej lokalizacji i konkretnego projektu systemu. Ogólne wytyczne są następujące:

A. Szerokość geograficzna 0°-25°: Kąt nachylenia jest równy szerokości geograficznej.

B. Szerokość geograficzna 26°-40°: Kąt nachylenia jest równy szerokości geograficznej plus 5°-10°.

C. Szerokość geograficzna 41°-55°: Kąt nachylenia równy szerokości geograficznej plus 10°-15°.

(2) Straty kombinacji paneli słonecznych:

Panele fotowoltaiczne mogą być połączone szeregowo lub równolegle. W przypadku połączenia szeregowego straty mogą wynikać z niedopasowania prądowego między panelami. W przypadku połączenia równoległego straty wynikają z niedopasowania napięcia między panelami. Straty łączone mogą sięgać ponad 8%. Co więcej, niespójności w charakterystyce degradacji paneli mogą skutkować niedopasowaniem napięcia i prądu w dłuższej perspektywie, zmniejszając ogólną moc wyjściową systemu PV.

Sugestia:

Dlatego też, podczas instalacji systemu PV, zaleca się stosowanie paneli słonecznych tej samej marki i modelu. Gwarantuje to, że prąd roboczy, napięcie i charakterystyka degradacji paneli są tak spójne, jak to tylko możliwe. W panelach słonecznych można również zainstalować diody izolacyjne, aby zapobiec przepływowi prądu wstecznego. Może to złagodzić negatywny wpływ na całą matrycę z powodu zacienionych lub uszkodzonych paneli spowodowanych nieoptymalnymi akcesoriami systemu solarnego.

(3) Straty na kablach i transformatorach:

Jednym z kluczowych czynników zapewniających wydajne działanie systemu energii słonecznej jest zarządzanie stratami liniowymi. Straty na linii odnoszą się do procentu energii elektrycznej utraconej podczas transmisji z powodu rezystancji przewodów, złączy i innych czynników. Utrzymanie strat liniowych poniżej 5% jest rozsądnym celem, aby zapewnić, że wydajność systemu nie jest znacząco zagrożona.

Sugestia:

Aby zmniejszyć straty na linii, zaleca się wybór przewodów i kabli o dobrej przewodności. Przewody miedziane są zwykle preferowane ze względu na ich doskonałe właściwości przewodzące. Dodatkowo, ważnym czynnikiem jest średnica przekroju przewodu. Przewody o większej średnicy mają niższą rezystancję, co może pomóc w zmniejszeniu strat na linii. Należy również upewnić się, że złącza i zaciski są bezpiecznie zainstalowane i szczelnie połączone, aby zmniejszyć rezystancję i straty prądu. Co więcej, zminimalizowanie długości kabli i posiadanie wydajnego układu może również pomóc w zmniejszeniu strat na linii.

Straty transformatora odnoszą się do energii traconej podczas przesyłu i dystrybucji energii elektrycznej z powodu wewnętrznej rezystancji transformatorów, strat magnetycznych i innych czynników. Straty te mogą mieć wpływ na ostateczną dostawę i dystrybucję wytworzonej energii elektrycznej.

Sugestia:

Aby zminimalizować wpływ strat transformatora na wytwarzanie energii elektrycznej, zaleca się wybór wysoce wydajnych technologii transformatorów, które zmniejszają straty wewnętrzne. Regularna konserwacja i przeglądy transformatorów zapewniają ich optymalną wydajność.

(4) Wydajność sterownika i falownika:

Falowniki, zawierające cewki indukcyjne, transformatory i urządzenia zasilające, takie jak IGBT i MOSFET, doświadczają strat podczas pracy. Zazwyczaj sprawność falowników łańcuchowych wynosi 97-98%, podczas gdy sprawność falowników scentralizowanych wynosi 98%. Straty w falownikach wynikają z cewek indukcyjnych, transformatorów, urządzeń zasilających i innych komponentów. Awarie sprzętu prowadzące do przestojów urządzeń inwerterowych mogą również wpływać na wytwarzanie energii. Sprawność transformatora jest zwykle bardzo wysoka, ponad 99%, co skutkuje niemal pomijalnymi stratami energii. Spadek napięcia w obwodzie ładowania i rozładowania kontrolera nie powinien przekraczać 5% napięcia systemowego.

Sugestia:

Kluczowe jest przeprowadzanie regularnej konserwacji osprzętu systemu solarnego, aby zapewnić sprawne działanie sterowników i falowników, a tym samym ograniczyć występowanie usterek.

Elementy środowiskowe, takie jak natężenie promieniowania słonecznego, zacienienie, kurz, ekstremalne temperatury, grad i opady atmosferyczne mogą wpływać na wydajność i żywotność paneli słonecznych.

Natężenie promieniowania słonecznego

Promieniowanie słoneczne jest głównym źródłem energii dla systemów solarnych. Różni się ono w zależności od położenia geograficznego, pory roku i warunków pogodowych. Położenie geograficzne determinuje kąt i czas ekspozycji na światło słoneczne, podczas gdy pory roku i warunki pogodowe wpływają na czynniki atmosferyczne, takie jak zachmurzenie i wilgotność, co z kolei wpływa na wydajność paneli słonecznych. W optymalnych warunkach nasłonecznienia panele słoneczne mogą produkować więcej energii. Intensywność napromieniowania zazwyczaj przebiega według następującego schematu: zima, lato, wiosna, a następnie jesień.

Sugestia:

Zaplanuj i zaprojektuj swój system solarny w oparciu o konkretne położenie geograficzne, klimat i potrzeby energetyczne, aby zapewnić optymalną wydajność słoneczną w różnych porach roku i temperaturach. Ponadto należy wybrać panele słoneczne o wysokiej sprawności i doskonałej wydajności w warunkach słabego oświetlenia, takie jak panele IBC (Interdigitated Back Contact) lub HJT (Heterojunction). Panele te generują więcej energii w podobnych warunkach oświetleniowych.

Straty spowodowane zacienieniem

Zacienienie przez drzewa lub konstrukcje może zmniejszyć wydajność paneli słonecznych. Takie zacienienie może powodować nawet 5% straty w wytwarzaniu energii. Czynniki takie jak gromadzenie się kurzu, osadzanie się śniegu lub zanieczyszczenia, takie jak liście i ptasie odchody, jeśli nie zostaną usunięte na czas, mogą nie tylko zmniejszyć wydajność energetyczną systemu, ale także prowadzić do miejscowego nagrzewania się. Utrzymujące się miejscowe nagrzewanie, znane jako gorące punkty, może potencjalnie uszkodzić powierzchnię szkła.

Sugestia:

Podczas instalacji systemów solarnych należy wybierać lokalizacje z minimalnym zacienieniem przez drzewa lub budynki. W przypadku dużych instalacji naziemnych należy rozważyć zastosowanie systemów śledzenia, aby podążać za ruchem słońca, minimalizując straty związane z zacienieniem. Regularne czyszczenie i konserwacja są niezbędne do zapewnienia maksymalnej wydajności systemu solarnego.

Ekstremalne warunki pogodowe

Wysokie temperatury mogą podnieść temperaturę roboczą paneli słonecznych, zmniejszając ich wydajność i przyspieszając proces starzenia. Deszcz lub śnieg na panelach może utrudniać odbiór światła słonecznego, podczas gdy grad może potencjalnie powodować uszkodzenia powierzchni lub mikropęknięcia, zagrażając niezawodności panelu.

Sugestia:

W gorącym klimacie należy wybierać panele słoneczne o niższym współczynniku temperaturowym, takie jak panele HJT lub IBC, które lepiej sprawdzają się w wysokich temperaturach. Poprawa wentylacji wokół paneli i zastosowanie odblaskowych materiałów lub powłok może zmniejszyć absorpcję ciepła. W przypadku opadów gradu lub śniegu należy wybrać panele, które przeszły rygorystyczne testy odporności na gradobicie. Rozważ zainstalowanie osłon przeciwgradowych lub siatek ochronnych i zainwestuj w ubezpieczenie od potencjalnych uszkodzeń spowodowanych gradem, które może pomóc zrównoważyć koszty naprawy lub wymiany.

Wnioski：

Przy wyborze modułów fotowoltaicznych (PV), prąd roboczy, współczynnik temperaturowy, reakcja spektralna, wydajność przy słabym oświetleniu, degradacja, metody instalacji, powiązane akcesoria i zewnętrzne czynniki środowiskowe paneli słonecznych mają kluczowe znaczenie dla maksymalizacji wydajności energetycznej systemu słonecznego. Całościowe uwzględnienie tych elementów może zwiększyć wydajność i niezawodność systemu, obniżyć koszty energii i przyczynić się do przyszłości czystej energii. Dzięki kompleksowemu planowaniu i doborowi możemy efektywniej wykorzystywać zasoby energii słonecznej i promować zrównoważony rozwój.

Maysun Solar specjalizuje się w produkcji wysokiej jakości modułów fotowoltaicznych od 2008 roku. Oferujemy szeroki wybór paneli fotowoltaicznych w kolorze czarnym, z czarną ramą, srebrnych i szklanych, wykorzystujących technologie half-cut, MBB, IBC i Shingled. Panele te oferują doskonałą wydajność i stylowe wzornictwo, które doskonale komponuje się z każdym budynkiem. Maysun Solar z powodzeniem stworzył biura, magazyny i długoterminowe relacje z doskonałymi instalatorami w wielu krajach! Prosimy o kontakt w celu uzyskania najnowszych ofert modułów lub wszelkich zapytań związanych z fotowoltaiką. Cieszymy się, że możemy Ci pomóc.

Może Ci się również spodobać: