En termes simples, l'eficiència d'un mòdul fotovoltaic es pot descriure com la taxa de conversió de la llum solar a l'electricitat. Les eficiències típiques dels mòduls fotovoltaics estan entre el 15 i el 20 per cent, mentre que els mòduls fotovoltaics més eficients del mercat són una mica més d'un 22 per cent. Alguns prototips de laboratori han assolit valors d'eficiència superiors al 40 per cent, però encara són prohibitius i no estan disponibles per a ús comercial.
L'eficiència d'un mòdul fotovoltaic descriu quanta llum solar es converteix en electricitat. Per exemple, si un panell amb un 20 per cent d'eficiència es col·loca sota 1.000 watts de llum solar, produirà 200 watts-hora d'electricitat per hora.
Si tots els mòduls fotovoltaics de diferents marques estan exposats a la mateixa llum solar, el mòdul fotovoltaic amb més eficiència generarà la major quantitat d'electricitat (Kwh) per dia.
1. Per què l'eficiència és tan baixa?
Sovint s'entén malament l'eficiència dels mòduls fotovoltaics. Les centrals elèctriques de gas natural són més d'un 50 per cent d'eficiència, i els panells solars semblen ser molt ineficients en un 20 per cent. Tanmateix, si podeu adonar-vos d'això, potser podreu entendre:
El gas natural, els combustibles fòssils, etc. alliberen capacitat en condicions controlades, redueixen al màxim les pèrdues d'energia i converteixen el treball en electricitat.
El mòdul fotovoltaic converteix una part de la llum en electricitat quan normalment la llum solar brilla a la superfície del mòdul. Algunes longituds d'ona de la llum solar no tenen capacitat de generació d'energia o la capacitat de generació d'energia és molt baixa, i alguna llum infraroja té un millor efecte de generació de calor i la generació de calor afectarà l'eficiència de conversió fotoelèctrica. Així, el que poden fer els mòduls fotovoltaics és absorbir la màxima llum possible, però no poden utilitzar-la tota.
A més, l'energia tèrmica ha d'adquirir combustibles fòssils, que produeixen emissions quan es crema, mentre que la llum solar que permet el funcionament dels mòduls fotovoltaics és lliure i neta.
Sovint es critica els mòduls fotovoltaics per ser ineficients, i un mòdul d'1000-watt, amb una eficiència de conversió del 20%, sembla estar malgastant 800 watts. Tanmateix, tingueu en compte que abans no hi havia mòduls fotovoltaics, malgastàvem els 1000 watts de llum solar!
Seria cert que els mòduls fotovoltaics obtenen la seva potència d'abundants recursos que, d'altra manera, es malbaratarien. A més, en comparació amb la quantitat de recursos, els recursos dels combustibles fòssils són limitats, i la mineria requereix costos, i totes les ineficiències provocaran malbaratament de combustible, despeses d'explotació i més gasos d'efecte hivernacle.
Fins i tot si l'eficiència de conversió dels mòduls fotovoltaics és només d'un 20 per cent, el recurs de la llum solar del seu denominador és il·limitat i l'única limitació és que l'espai del sòl pot ser més gran, de manera que els científics intenten millorar l'eficiència i estalviar costos tant com sigui possible. .
Fins i tot si els mòduls fotovoltaics es troben a l'extrem inferior de la classe d'eficiència, no afecta l'ús de l'energia solar. A la pràctica, una menor eficiència de conversió sovint significa que els sistemes solars requereixen inversions més barates i períodes de recuperació potencialment més curts. Una major eficiència normalment significa una tecnologia més avançada i, per tant, comporta preus més alts. En aquest cas, heu d'assegurar-vos que els estalvis addicionals poden compensar el cost addicional. Els mòduls fotovoltaics que aconsegueixen el ROI més alt i el període d'amortització més curt no són necessàriament els més eficients.
2. Com calcular l'eficiència dels mòduls fotovoltaics?
L'eficiència dels mòduls fotovoltaics es calcula mitjançant un conjunt de condicions de prova estàndard (STC), que s'utilitzen a tota la indústria solar. Es van provar en condicions de laboratori amb una font de llum d'1,000 watts per metre quadrat i una temperatura superficial del mòdul fotovoltaic de 25 graus. De la mateixa manera, la font de llum de prova ha de simular completament la llum solar que es propaga per l'atmosfera.
Quan s'instal·len mòduls fotovoltaics a llars i empreses, les condicions de camp difereixen de les condicions ideals de laboratori. Com a resultat, les eficiències reals obtingudes pels mòduls fotovoltaics difereixen de les eficiències del laboratori. Tanmateix, les classificacions d'eficiència estàndard són útils per comparar mòduls fotovoltaics en les mateixes condicions.
Els mòduls fotovoltaics també es poden provar en altres condicions anomenades NOCT, que representen la temperatura nominal de funcionament de la cèl·lula. Aquestes condicions estan dissenyades per simular els llocs típics del projecte, i la prova d'eficiència NOCT té en compte factors ignorats a la prova STC. Tanmateix, tingueu en compte que tots dos són valors de referència per a l'eficiència del panell. Per entendre el rendiment exacte que pot aconseguir un panell solar a la vostra llar, heu d'obtenir un disseny professional basat en una avaluació in situ.
A més, la certificació de líder del mòdul fotovoltaic CQC també estipula el nivell dels productes d'eficiència energètica. El càlcul de l'eficiència de conversió del mòdul és diferent de l'eficiència de conversió de la bateria, perquè el mòdul conté algunes àrees redundants diferents de la cèl·lula, com ara el marc i el buit entre les cel·les. Espera. La qualificació d'eficiència d'aquest producte es pot conèixer a partir del certificat CQC PV Module Leader.
3. També podeu augmentar l'eficiència de generació d'energia dels vostres mòduls
Amb el desenvolupament de la tecnologia de fabricació de cèl·lules solars, els mòduls fotovoltaics s'han tornat més eficients. Aquest factor està fora del control dels propietaris i de les empreses que utilitzen components. Tanmateix, les decisions de disseny intel·ligent també poden millorar l'eficiència dels sistemes solars.
La pèrdua d'eficiència angular dels mòduls fotovoltaics és un factor molt important en el procés de disseny. L'orientació dels mòduls fotovoltaics afecta l'eficiència de generació d'energia, i si es col·loquen a la millor posició, la millor inclinació, augmentarà la generació d'energia:
Els mòduls fotovoltaics que reben la llum solar per davant generen més potència que els que reben la llum solar en diagonal. Idealment, els components haurien de tenir una orientació que maximitzi l'eficiència a la llum solar directa.
Les empreses solars utilitzen una varietat de solucions de programari per calcular l'angle dels mòduls fotovoltaics per obtenir la màxima eficiència. Si viviu a l'hemisferi nord, els sostres orientats al sud solen rebre més llum solar, excloent el factor d'ombra de les obstruccions. Per als països de l'hemisferi sud, el millor és un sostre orientat al nord.
Els mòduls fotovoltaics muntats a terra tenen més flexibilitat d'orientació, cosa que permet que el suport s'ajusti en conseqüència calculant l'angle exacte que maximitza la generació d'energia a partir de l'orientació del suport i el rendiment de seguiment del suport.
És molt important cooperar amb una empresa solar EPC qualificada, és important triar el producte adequat i comprovar la seva certificació de producte, perquè la qualitat de la instal·lació és tan important com la qualitat dels mòduls fotovoltaics.