КПД солнечных батарей

База знаний

КПД солнечных батарей – это показатель, какое количество солнечной энергии, попавшей на поверхность солнечной панели, будет преобразовано в электрический ток. Во многом КПД определяется технологией изготовления и качеством используемого полупроводника. Наибольший КПД имеют монокристаллические солнечные панели (в среднем – 20-22%), затем следуют поликристаллические (порядка 15-18%), а затем – гибкие аморфные (зависит от используемого полупроводника, показатель может колебаться от 7 до 15%).

КПД солнечных батарей

Повышение КПД – одно из приоритетных направлений деятельности научно-исследовательских центров, ведь повышение эффективности работы солнечной батареи значительно сокращает время её окупаемости, позволяет получать больше электроэнергии с единицы площади (экономия на аренде/покупке земли, так же это важный фактор в условиях дефицита площади, например, для крышных солнечных электростанций).

Доказано, что максимальный КПД солнечных батарей, в которой для генерации тока используется кремний, при идеальных условиях не может быть больше 29,5%. В промышленных условиях можно добиться значения КПД порядка 26%. Впрочем, немецким ученым в лабораторных условиях, за счет создания новой структуры фотоэлемента на основе кремния, удалось поднять КПД солнечной батареи до значения 26,1%.

Факторы, влияющие на КПД солнечных батарей

Можно выделить несколько внешних факторов, которые оказывают серьезное влияние на КПД солнечных батарей:

  • ориентация – максимальная эффективность генерации достигается при условии, что солнечные лучи падают строго перпендикулярно к поверхности солнечной батареи. Этого можно добиться, используя динамические трекеры, которые постоянно регулируют положение плоскости солнечной батареи в пространстве с учетом движения солнца по небу. Такие трекеры учитывают как изменение положения солнца в течение дня, так и смену сезона (летом солнце выше над горизонтом, чем зимой). Такие системы значительно дороже и сложнее в эксплуатации, но позволяют повысить генерацию на 30-45% по сравнению со стационарными солнечными батареями. Чтобы получить максимальный КПД солнечной батареи, установленной на стационарном креплении, их необходимо ориентировать строго на юг, угол наклона летом – 30-40 градусов, зимой – около 70
  • запыленность – чем сильнее загрязнена поверхность солнечной батареи, тем меньше солнечных лучей поступает на поверхность полупроводника. В принципе, количество осадков на территории Украины вполне достаточно, чтобы солнечные панели оставались чистыми, но при длительной засухе их потребуется помыть, чтобы избежать больших потерь в генерации электричества
  • затененность – попадание тени на поверхность солнечной батареи приводит к снижению генерации тока. Чем больше затенена солнечная батарея, тем меньше она будет вырабатывать электричества, а иногда тень может заблокировать выработку тока во всей панели. Именно поэтому перед монтажом солнечной электростанции необходимо провести 3D-моделирование местности, чтобы оценить, как внешние высокие постройки и деревья могут создавать тень
  • температура панели – при нагревании поверхности солнечной батареи её производительность значительно сокращается. Поэтому при монтаже предусматривают возможность естественной вентиляции панелей, особенно её тыльной части. Менее подвержены влиянию температуры солнечные панели с двойным остеклением (Double Glass модули), у которых две стенки – задняя и передняя – стеклянные. КПД солнечных батарей с двусторонним остеклением выше, чем у обычных панелей.

Lost Password