Які фактори визначають ефективність сонячних модулів?

Сонячні модулі є ключовими компонентами, відповідальними за перетворення сонячної енергії на електричну, а також за відповідну кількість виробленої енергії та отриманий прибуток. Ці фактори викликають питання, на які звертають увагу багато користувачів стосовно ефективності сонячних модулів. Знання цієї інформації допоможе у виборі відповідного продукту сонячної енергетики. Наступна стаття детально визначить та охопить аспекти, які впливають на ефективність сонячних модулів.

Сонячні модулі та їхні матеріали

Серед багатьох чинників, що визначають ефективність сонячних модулів, матеріали для виготовлення елементів є першими і найважливішими. Найпоширенішими типами матеріалів, що використовуються на сьогоднішньому ринку, є монокристалічний кремній і полікристалічний кремній. Наприклад, монокристалічні сонячні елементи мають кращу ефективність — від 18% до 24% порівняно з полікристалічними елементами, ефективність яких становить від 15% до 20%. Сонячні елементи, виготовлені з кремнієвих матеріалів, набагато поширеніші порівняно з тонкоплівковими сонячними елементами, які все ще перебувають на стадії розвитку та мають обмежене застосування. Матеріал елементів модуля визначає ефективність модуля.

Виробничий процес сонячних модулів

Сонячні модулі виготовляють для досягнення певних результатів ефективності. Важливість впливу ефективності модуля починається з помилок, допущених під час встановлення конкретних цілей для модуля.

По-перше, точність різання сонячних елементів є критичним фактором. Нерівномірні розміри нарізаних елементів призведуть до слабких з'єднань між ними, що, у свою чергу, зменшить загальний вихідний потужність модуля. По-друге, процес паяння елементів також є критичним моментом. Погане паяння збільшить контактний опір. В результаті, енергія втрачається під час передачі струму. Крім того, герметизація модуля також має не менше значення. Якісні матеріали герметизації, такі як плівка ЕВА та задній захисний шар, захистять елементи від пошкоджень, спричинених зовнішніми умовами, а також забезпечать тривалу стабільну ефективність. Навпаки, якщо якість виконання герметизації залишає бажати кращого, модуль буде схильним до проникнення вологи та пилу, що призведе до зниження ефективності.

Інтенсивність зовнішніх факторів навколишнього середовища, таких як положення сонця та кут падіння сонячних променів, також впливає на ефективність сонячних модулів. Оскільки сонячні модулі працюють за рахунок збирання сонячної енергії, більша інтенсивність сонячного світла призведе до більшого виходу енергії. Однак інтенсивність сонця визначається та регулюється географічними зонами, порами року та навіть часом доби. Наприклад, на екваторі інтенсивність сонячного світла сильніша протягом усього року, тому ефективність сонячних модулів там буде вищою.

Похиле сонячне світло також впливає на ефективність під кутом. Максимальна ефективність модуля досягається при перпендикулярному куті падіння сонячних променів. Якщо кут падіння сонячних променів стає занадто великим, ефективність знижується через відбиття та втрату світла. Тому підвищення ефективності модуля покращує кути падіння для конкретної широти.

Робоча температура

Оптимальні температури забезпечують найвищу ефективність, як показано вище. Збільшення температури модуля, навпаки, впливає на ефективність, послідовно її зменшуючи. У сонячному елементі підвищення температури збільшує внутрішній опір, що призводить до більших втрат енергії. Іншими словами, з кожним підвищенням температури на 1 градус понад базового рівня 25 градусів ефективність зменшується приблизно на 0,3–0,5 відсотка. Тому слід враховувати, що повітря стає нерухомим. Це важливий момент, який потрібно враховувати разом із відстанню між модулями в районах із тривалим спекотним кліматом.

Ступінь забруднення та старіння

Зокрема, перешкоди, які представлені забрудненням та модулями сонячних батарей, а також модулями, які демонструють зменшення ефективності з часом, впливають на відстань між модулями.

З часом пил, листя та інші забруднення можуть вкривати поверхню модуля. Ці елементи заважають потраплянню сонячного світла, і комірки перетворюють менше енергії, що призводить до зниження ефективності. Тому для підтримки максимальної ефективності поглинання сонячного світла поверхню модуля необхідно періодично очищувати. Крім того, з часом фотovoltaїчні модулі поступово старіють. Матеріал ізоляції може стати крихким, комірки можуть пошкоджуватися, а також можуть виникати електричні несправності. Якісні сонячні модулі можуть служити від 25 до 30 років, однак без регулярного обслуговування їхня ефективність стрімко падатиме, незалежно від терміну служби. Постійна діагностика та догляд уповільнять процес старіння та збережуть ефективність модуля.