Det är en vanlig uppfattning bland solcellsanvändare att höga temperaturer och långa soltimmar på sommaren ökar anläggningens effekt, och att ju högre temperatur desto större effekt. Men i själva verket är solcellsanläggningar "rädda för värme" och "rädda för kyla", extremt höga och låga temperaturer kan påverka solcellsanläggningens prestanda.
Varför temperaturen har betydelse för solceller
Principen för solcellssystem är att utnyttja den solcellseffekt som uppstår när ljuset träffar en halvledare för att omvandla ljusenergi direkt till elektricitet. Generellt sett producerar goda ljusförhållanden på sommaren mer elektricitet. Extrem värme är dock en annan sak.
På grund av modulens temperaturegenskaper kommer en temperaturökning att resultera i en förlust av uteffekt. På sommaren, när temperaturen är så hög som 35-40 °C, kan modulens baksida nå 50-70 °C. Temperaturen i arbetskopplingen för cellerna i modulen kan till och med överstiga 80 °C. När den nominella driftstemperaturen överskrids minskar den solcellsbaserade omvandlingseffektiviteten proportionellt, vilket påverkar elproduktionseffektiviteten.
Ta temperaturkoefficienten för solcellsmodulens effekt 0,4 %/°C som ett exempel, modulens toppeffekt vid 25 °C är 300 W, då är toppeffektförlusten vid 80 °C = 0,4 %/°C * (80-25)°C = 22 %, toppeffekten = 300 W * (1-22 %) = 234 W. Således kan man se att temperaturökningen kommer att leda till en allvarlig effektförlust för modulen, under de andra förhållandena förblir oförändrade. Det innebär att 22 % mindre el produceras.
Förutom effektivitetsförlusten påverkar temperaturen även solcellens långsiktiga stabilitet. Höga temperaturer kan påskynda nedbrytningen av de material som används i cellen, vilket kan leda till en kortare livslängd för systemet.
Vilka aspekter av solceller påverkas av temperaturen?
1. Orsakar en minskning av solcellsmodulernas utgångseffekt.
Solcellsmoduler har i allmänhet tre temperaturkoefficienter: spänning i öppen krets, toppeffekt och kortslutningsström. När temperaturen stiger minskar solcellsmodulens uteffekt. Den högsta temperaturkoefficienten för solcellsmoduler ligger ungefär mellan -0,38 och 0,44 %/°C, dvs. temperaturen stiger och solcellsmodulernas uteffekt minskar. Teoretiskt sett minskar solcellsanläggningens effekt med cirka 0,44 % för varje grad av temperaturökning.
I praktiska studier har kristallina kiselsolceller visat sig producera cirka 20 procent mer energi vid en temperatur på cirka 20 grader än vid 70 grader. Med andra ord, om platsen där solcellsanläggningen installeras har genomsnittliga ljusförhållanden, men den årliga medeltemperaturen är relativt låg, är dess effekt mycket högre än i områden där ljuset är för starkt och temperaturen för hög.
2. Påverkar växelriktarens och andra delars livslängd.
I solcellssystem är solcellsmodulerna rädda för värme och det är även växelriktaren. Omriktaren består av många elektroniska komponenter, och huvudkomponenterna genererar värme när de arbetar. Temperaturökningen har stor inverkan på omriktarens komponenters prestanda, och omgivningstemperaturen för omriktarboxen och omriktaren vid hög temperatur plus den värme som avges från driften av utrustningen är mycket högre än utomhustemperaturen, och utan en bra värmeavledningsmiljö kommer det att påskynda förfallet och åldrandet av de elektroniska komponenterna i utrustningen vid en drift med nästan full belastning.
3. Bildandet av hot spot-effekten påverkar komponenternas livslängd.
För höga lokala temperaturer kan ge upphov till heta punkter som påverkar solcellsmodulens livslängd. Hot spot-effekten kommer i viss utsträckning att skada solcellerna, och en del av den energi som genereras av de upplysta solcellerna kommer sannolikt att förbrukas av de skuggade cellerna, och hot spot-effekten i solcellsanläggningar kommer direkt att leda till att livslängden för solcellsmoduler förkortas med 30 %, vilket kan leda till att modulen går sönder på lång sikt.
Under högsäsongen skuggas solcellsmodulerna av fågelspillning, ogräs, löv etc. och är benägna att drabbas av hot spot-effekten, då den lokala temperaturen på solcellsmodulerna kan nå över 100 °C. Hot spot-effekten minskar solcellsmodulens prestanda, vilket resulterar i en förlust av uteffekt för hela kedjan av solcellsmoduler.
Slutsats
Temperaturen har en betydande inverkan på solcellssystemens prestanda och stabilitet. Den optimala modultemperaturen för elproduktion är 24-25 grader C. Även om solstrålningen är som bäst i juli och augusti är elproduktionen inte som högst. De månader då elproduktionen är som högst för solcellsanläggningar i hemmet är april och maj.
Det är viktigt att hantera denna effekt för att maximera energiproduktionen och säkerställa solcellssystemets tillförlitlighet på lång sikt. Genom att förstå sambandet mellan temperatur och solcellsanläggningars prestanda kan man vidta ett antal åtgärder för att underhålla solcellssystem för att optimera deras effektivitet och ändamålsenlighet, vilket gör dem till en mer attraktiv källa till förnybar energi.
Som tillverkare av solcellsmoduler med 15 års erfarenhet i branschen har Maysun Solar kontor och lager i flera länder och regioner och har etablerat långsiktiga och stabila relationer med många utmärkta installatörer. Kontakta oss gärna för de senaste modulpriserna eller för frågor om solceller.