Güneş modüllerinin verimliliğini belirleyen faktörler nelerdir?

Güneş modülleri, güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştürmekten ve elde edilen çıktı miktarı ile kârdan sorumlu temel bileşenlerdir. Bu faktörler, kullanıcılar arasında güneş modülleri verimliliği konusunda birçok sorunun odak noktasını oluşturur. Bu bilgilerin bilinmesi, uygun güneş enerjisi ürününün seçiminde yardımcı olacaktır. Aşağıdaki makale, güneş modülü verimliliğini etkileyen yönleri kapsamlı bir şekilde tanımlayacak ve ele alacaktır.

Güneş Modülleri ve Kullanılan Malzemeler

Güneş modülleri verimliliğini belirleyen birçok faktör arasında hücre malzemeleri ilk ve en önemli faktördür. Günümüz pazarında kullanılan en yaygın malzeme türleri mono kristal silisyum ve polikristal silisyumdur. Örneğin, monokristal güneş hücrelerinin verimliliği %18 ila %24 aralığında iken, polikristal hücrelerin verimliliği %15 ila %20 aralığındadır. Silisyum hücrelerinden geliştirilen güneş hücreleri, hâlâ gelişmekte olan ve sınırlı uygulamalara sahip ince film güneş hücrelerine kıyasla oldukça bol miktarda bulunmaktadır. Modülün hücre malzemeleri, modülün verimliliğini belirler.

Güneş Modülü İmalat Süreci

Güneş modülleri, belirli verimlilik sonuçlarını elde etmek için üretilir. Modül verimliliği etkisinin önemi, modül için belirlenen hedeflerde yapılan hatalarla başlar.

İlk olarak, güneş pillerinin kesim hassasiyeti hayati öneme sahiptir. Pillerin eşit olmayan şekilde kesilmesi, zayıf bağlantılar oluşmasına ve dolayısıyla modülün toplam veriminde düşmeye neden olur. İkinci olarak, pil lehimleme süreci kritik noktalar arasında yer alır. Kötü lehimleme, temas direncini artırır. Sonuç olarak, akım iletimi sırasında enerji kaybı meydana gelir. Ayrıca modül laminasyonu da aynı derecede önemlidir. EVA film ve arka tabaka gibi kaliteli laminasyon malzemeleri, pillerin dış çevresel koşullardan meydana gelen hasarlara karşı korunmasını ve uzun vadeli olarak veriminin sürmesini sağlar. Aksine, laminasyon işçiliği yeterli düzeyde değilse modül nem ve toza karşı açık hale gelerek verimini kaybeder.

Güneş'in konumu ve güneş açısı gibi dış çevresel faktörlerin şiddeti, güneş modüllerinin verimini de etkiler. Güneş modülleri güneş enerjisini toplayarak çalıştıkları için, daha güçlü güneş şiddeti daha büyük bir çıkışa neden olur. Ancak, güneşin şiddeti coğrafi bölgelere, mevsimlere ve hatta günün saatlerine göre belirlenir ve düzenlenir. Örneğin ekvator bölgesinde, güneş ışınımı şiddeti yıl boyunca daha güçlüdür ve bu nedenle buradaki güneş modülü verimi daha yüksek olacaktır.

Eğimli güneş ışığı da verimliliği bir açıyla etkiler. Dik açıda gelen güneş ışığının emilimi modül verimliliğini en üst düzeye çıkarır. Güneş ışığı açısı çok fazla artarsa, yansıyan ve kaybolan güneş ışığı nedeniyle verim düşer. Bu nedenle modül verimliliğinin artırılması, yerel enlem açılarını iyileştirir.

Çalışma sıcaklığı

Yukarıda belirtildiği gibi optimum sıcaklıklar en yüksek verimliliği sağlar. Artan modül sıcaklığı ise verimliliği ters yönde, kaygan bir eğim boyunca etkiler. Bir güneş hücresinde, sıcaklık artışı iç direnci artırır; bu da enerji kaybına neden olan enerji dağılımını artırır. Süslü konuşursak, 25 derece temel çizgisinin üzerindeki her 1 derecelik artış, verimliliği yaklaşık yüzde 0,3 ila 0,5 arasında düşürür. Dolayısıyla, verimlilik ne kadar hava durağanlaşırsa dursun göz önünde bulundurulur. Sıcaklığın yüksek olduğu bölgelerde modüllerin aralıklarını belirlerken dikkate alınması gereken önemli bir noktadır.

Kirlilik ve Yaşlanmanın Derecesi

Özellikle kirlilik ve güneş modülleri modülü tarafından temsil edilen engellerin yanı sıra zamanla artan verimlilikte azalmayı gösteren modül, modüllerin aralıklarını etkiler.

Zamanla modül yüzeyi toz, yaprak ve diğer enkazla kaplanabilir. Bu unsurlar gelen güneş ışığının bir kısmını engeller ve hücreler tarafından daha az enerji üretilir, bu da verimliliğin düşmesine neden olur. Bu yüzden modül yüzeyi, güneş ışığı emilimini en verimli şekilde devam ettirebilmek için periyodik olarak temizlenmelidir. Ayrıca zaman geçtikçe fotovoltaik modüller yavaş yavaş eskir. Kaplama malzemesi gevrek hale gelebilir, hücreler çatlayabilir ve elektriksel arızalar meydana gelebilir. Kaliteli güneş modülleri 25 ila 30 yıl arasında bir ömre sahip olabilir; ancak, uygun bakım yapılmadığında verimlilik süresine bakılmaksızın ciddi şekilde düşüş gösterecektir. Sürekli değerlendirme ve bakım, yaşlanma sürecini yavaşlatacak ve modülün verimliliği korunmuş olacaktır.