Как погода влияет на производительность солнечной панели?
Как погода влияет на работу солнечных батарей? Температура, время года, облачность, загрязнение воздуха и влажность — все это влияет на количество электроэнергии, вырабатываемой вашей системой.
Оглавление
Влияние температуры на производительность солнечной панели
И наоборот, чем выше температура атмосферы, тем ниже выработка энергии солнечными батареями. Солнечные батареи работают более эффективно при низких температурах.
Повышение температуры уменьшает ширину запрещенной зоны полупроводника, как и другой электроники, солнечные панели более эффективно работают при низких температурах.
В солнечном элементе параметром, на который больше всего влияет повышение температуры, является напряжение холостого хода. По мере повышения температуры панель вырабатывает меньше напряжения и становится менее эффективной, производя меньше электроэнергии. Повышение температуры может повлиять на эффективность солнечной панели на 8%-15%.
Для определения влияния температуры на производство в техпаспорте производителя упоминается температурный коэффициент. Температурный коэффициент выражает влияние отклонения температуры модуля от 25°C.
Как правило, на каждый градус выше 25 градусов (известный как стандартное условие тестирования или STC) панель становится на один процент менее эффективной. На каждый градус ниже 25 градусов он станет на один процент эффективнее. Формула потери мощности выглядит следующим образом:
ПОТЕРИ МОЩНОСТИ (%)= T КОЭФФИЦИЕНТ X (NOCT – 25 ºC)
Чтобы понять это более ясно, давайте возьмем пример таблицы данных солнечной панели ниже:
Таблица, показывающая техническое описание фотоэлектрической панели
| СЕРИЯ TP300 (мультикристаллические) | СТК |
|---|---|
| Номинальная выходная мощность (Вт) | 335 |
| Допустимая мощность (Вт) | 0 ~ +5 |
| Эффективность модуля (ŋ%) | 16.82 |
| Напряжение при Pmax VMPP (В) | 37.6 |
| Ток при Pmax IMPP (A) | 8.91 |
| Напряжение холостого хода VOC (В) | 45.5 |
| Ток короткого замыкания ISC (А) | 9.3 |
| NOCT (°С) | 44±2 |
| КПД модуля (%/°C) | -0.06 ± 0.01 |
| Температурный коэффициент Pmax (% / °C) | -0.395 |
| Температурный коэффициент Voc (%/°C) | -0.307 |
| Температурный коэффициент Isc (%/°C) | 0.052 |
Итак, приведенные цифры:
- Панель мощностью 335 Вт
- Температурный коэффициент P max = -0,395%/ ºC
- NOCT= 44 ºC
Потери мощности (%) = 0,395 x (44–25) = 7,505 %
Это означает, что мы теряем не менее 7,505% номинальной мощности, когда начинаем фактически использовать фотоэлектрическую панель. Другими словами, максимальная мощность, которую мы можем ожидать от этой панели, составляет около 310 Вт для панели мощностью 335 Вт.
Производитель также дает кривую ВАХ при различных температурах, по которой также можно узнать изменение напряжения и, следовательно, мощности.
Кривая IV показывает влияние изменения температуры на ток (I) и напряжение (V). Из графика видно, что повышение температуры приводит к падению напряжения. Ток остается более или менее постоянным.
Но даже несмотря на то, что солнечные панели более эффективны в холодную погоду, они не обязательно производят больше электроэнергии зимой, чем летом . Самая солнечная погода часто бывает летом, когда температура самая теплая. В дополнение к меньшему количеству облаков солнце светит большую часть дня, поэтому, хотя ваши панели менее эффективны в теплую погоду, они, вероятно, будут производить больше электроэнергии.
Влияние сезонов на производительность солнечных панелей
Влияние излучения (освещенности) на производимую мощность.
Погодные условия вызывают изменение температуры и/или освещенности (количество солнечного света, поступающего на единицу площади панели), что фактически изменяет выработку энергии солнечной панелью. Влияние изменения температуры уже было рассмотрено выше. На графике слева показано влияние освещенности на ток, вырабатываемый панелью.
Из графика видно, что с уменьшением солнечного излучения выходная мощность уменьшается из-за уменьшения тока, вырабатываемого панелью.
| МЕСЯЦ | Солнечная радиация | Энергия переменного тока от панели |
|---|---|---|
| (кВтч/м2/день) | (кВтч) | |
| январь | 5.49 | 629 |
| февраль | 6.16 | 622 |
| Маршировать | 6.74 | 719 |
| апреля | 6.69 | 673 |
| Май | 6.42 | 676 |
| Июнь | 5.23 | 564 |
| Июль | 4.8 | 547 |
| Август | 4.95 | 556 |
| Сентябрь | 5.29 | 578 |
| Октябрь | 5.51 | 612 |
| ноябрь | 5.22 | 570 |
| Декабрь | 5.1 | 591 |
| Ежегодный | 5.63 | 7337 |
| Типичное производство панелей мощностью 5 кВт в Дханбаде | ||
На приведенной выше диаграмме показано типичное солнечное излучение, получаемое панелью мощностью 5 кВт в день, и мощность переменного тока, вырабатываемая панелью каждый месяц.
Солнечное излучение и выходная мощность панели меняются в зависимости от сезона, как видно из приведенной выше диаграммы.
На диаграмме видно, что максимальное солнечное излучение приходится на летний сезон (с апреля по июнь), за которым следуют весна и осень (февраль, март и сентябрь, октябрь), затем зима (ноябрь-январь) и меньше всего в сезон дождей (июль и август).
Летом солнце светит в течение более длительного периода времени, поэтому солнечное излучение в день максимально, в результате энергия переменного тока высока, хотя с повышением температуры эффективность солнечных элементов снижается. Кроме того, обратите внимание, что из-за этой разницы температур в месяцах мощность переменного тока максимальна в марте, хотя солнечная радиация самая высокая в апреле.
В пасмурные дни солнечная радиация снижается из-за облачного покрова. Это снижает солнечную радиацию и выход энергии переменного тока, хотя температура ниже, чем летом.
Зимой температура ниже, но количество солнечных часов меньше, поэтому солнечная радиация уменьшается, энергия переменного тока увеличивается из-за более низкой температуры, но все же меньше, чем в летние дни.
Весной (февраль, март) солнечное излучение выше, чем осенью, и, следовательно, производится больше солнечного излучения и энергии переменного тока.
Влияние облачной погоды на производительность солнечной панели
Облака уменьшают солнечную радиацию, достигающую солнечных батарей. Как правило, все, что попадает между панелями и солнцем, уменьшает количество солнечной энергии, вырабатываемой системой.
Будь то облака на небе, туман на поверхности или тень от соседнего дерева.
Тонкий слой облаков : Панели все еще могут производить электричество в пасмурные дни, но это зависит от толщины облачного покрова.
В малооблачный день производство энергии может снизиться на 10-25%, в зависимости от того, как часто облака проходят над Солнечной системой.
Однако иногда тонкие кучевые облака, проходящие над системой, могут фактически усилить солнечный луч и привести к кратковременному увеличению производства электроэнергии. Это называется эффектом «края облака» и вызвано тонкими краями облака, которые действуют как увеличительное стекло, заставляя более сильный луч солнечного света падать на панели.
Толстый слой облаков : А как насчет пасмурных дней?
Толстые слои могут практически не производить электричества.
Существует быстрый способ проверить, производит ли солнечная система энергию.
Посмотрите на тень, отбрасываемую объектами, если вы видите объекты, отбрасывающие тень, ваша система, вероятно, производит какую-то мощность. Если вы не видите тени, вероятно, облачность слишком густая, чтобы производить электричество.
В целом панели будут производить около 10-30% электроэнергии в пасмурные дни по сравнению с солнечными днями, но все же рекомендуется использовать солнечную энергию.
Тем не менее, этот аспект следует учитывать при расчете производства солнечной энергии, чтобы подготовить взвешенное решение, основанное на вашей ситуации.
И если вы используете солнечную энергию для чистого измерения, вы сможете использовать электроэнергию, которую ваша система производит в солнечные дни, для покрытия электроэнергии в пасмурные дни.
