How efficient are solar panels ?

Welche Faktoren bestimmen die Effizienz von Solarmodulen?

XINPUGUANG-Solarmodule sind normalerweise in der Lage, 15 % bis 35 % der Sonnenenergie in nutzbare Energie umzuwandeln, abhängig von Faktoren wie Platzierung, Ausrichtung, Wetterbedingungen und ähnlichem. Die Menge an Sonnenlicht, die Solarpanelsysteme in Strom umwandeln können, wird als Leistung bezeichnet , und das Ergebnis bestimmt den Wirkungsgrad des Solarpanels.

Bestimmen Solarpanel-Effizienz , Panels werden unter Standardtestbedingungen (STC) getestet. STC spezifiziert eine Temperatur von 25°C und eine Bestrahlungsstärke von 1.000 W/m 2 . Dies entspricht einem sonnigen Tag, an dem das einfallende Licht auf eine der Sonne zugewandte, um 37° geneigte Oberfläche trifft. Unter diesen Testbedingungen a Solarpanel-Wirkungsgrad von 15% mit a 1 m 2 Fläche produzieren würde 150 Watt.

Abgesehen von den Standardtestbedingungen, Solarplatten sind ausgiebig auf Leistung getestet in extreme Bedingungen .

Welche Arten von Solarmodulen sind am effizientesten?

Es gibt zahlreiche Arten von Solarmodulen. Die gängigsten Arten von Solarmodulen sind:

  • Monokristalline Solarmodule

  • Polykristalline Solarmodule

  • Dünnschicht-Solarmodule

Es ist wichtig zu verstehen, dass die Effizienz einer einzelnen Solarzelle nicht der Effizienz von Solarpanels (Modulen) als System entspricht. Während der Wirkungsgrad von Solarmodulen im Allgemeinen bei etwa 15-20 % liegt, kann der Wirkungsgrad von Solarzellen in einigen Fällen 42 % erreichen.

Sofern nicht anders angegeben, wird die Leistung von Solarzellen jedoch unter Laborbedingungen gemessen. Obwohl 42 % eine beeindruckende Leistung sind, sind die Laborbedingungen daher anders als im wirklichen Leben, und dies gilt nicht für Privatanwender.

Monokristalline Solarmodule

Monokristalline Solarmodule, auch monokristalline Zellen genannt, werden aus reinstem Silizium hergestellt. Ein Kristall aus einem solchen Silizium wird in einem aufwendigen Prozess zu einem langen Stab gezüchtet. Der Stab wird dann in Wafer geschnitten, aus denen die Solarzellen entstehen. Es ist bekannt, dass monokristalline Solarmodule im Vergleich zu den anderen 2 Arten von Solarzellen den höchsten Wirkungsgrad unter Standardtestbedingungen liefern. Der derzeit gelieferte Wirkungsgrad von monokristallinen Solarmodulen liegt bei 22-27%. Eine monokristalline Platte erkennen Sie an der abgerundeten Kante und der dunklen Farbe.

Polykristalline Sonnenkollektoren

Sonnenkollektoren aus polykristalline Solarmodule, auch multikristalline Zellen genannt sind etwas weniger effizient als solche aus monokristallinen Solarzellen. Dies liegt an der Art der Produktion. Das Silizium wird nicht als einzelne Zelle, sondern als Kristallblock gezüchtet. Diese Blöcke werden dann in Wafer geschnitten, um einzelne Solarzellen herzustellen. Der aktuell gelieferte Wirkungsgrad polykristalliner Solarmodule liegt bei 15-22 %. Sie erkennen ein polykristallines Solarmodul am quadratischen Schnitt und der blau gesprenkelten Farbe.

Dünnschicht-Solarmodule

Dünnschicht-Solarmodule werden hergestellt, indem ein Substrat aus Glas, Kunststoff oder Metall mit einer oder mehreren dünnen Schichten aus photovoltaischem Material bedeckt wird. Dünnschicht-Solarmodule sind in der Regel flexibel und haben ein geringes Gewicht. Es ist bekannt, dass Dünnschicht-Solarmodule etwas schneller degradieren als mono- und polykristalline Solarmodule. Die Herstellung dieser Art von Modulen ist weniger komplex, daher ist ihre Leistung 5% geringer als die Effizienz monokristalliner Solarmodule. Normalerweise liefern Dünnschichtzellen zwischen 15 und 22 % Solarpanel-Effizienz.

Die Dünnschicht-Solarmodultechnologie schließt die Effizienzlücke mit teureren Arten von Solarmodulen, daher werden Dünnschicht-Solarmodule in Großprojekten und in rekordverdächtigen Solarkraftwerken installiert.

Die Effizienz von Solarmodulen unter extremen Bedingungen

Kein einzelner Kunde möchte am Ende Solarmodule haben, die technisch nicht einwandfrei sind. Es gibt große Vorteile der Solarenergie , aber es ist wichtig, das Recht zu haben Art des Solarmoduls bei Ihnen zu Hause installiert. Um die Qualität eines Solarmoduls zu garantieren, wird es ausgiebig unter extremen Bedingungen getestet.

Schnee

Eine dicke Schneeschicht kann für ein Solarmodul zu schwer sein. Solarzellen hören auf zu arbeiten, wenn sich mehr als 5 cm Schnee auf einem Solarmodul ansammeln, und verringert die Effizienz des Solarmoduls um 100 %. Durch die Neigung von Solarmodulen gleitet der Schnee jedoch einfach ab, und wenn nicht, kann er manuell entfernt werden.

Bei normalem Schneewetter können Sonnenkollektoren immer noch gedeihen und Strom erzeugen. Es besteht auch die Möglichkeit, dass der Schnee auf dem Boden das Sonnenlicht auf die Paneele reflektiert.

Wind

Wind ist eine der am häufigsten vorhergesagten Ursachen für Schäden an Solarzellen. Hersteller von Solarmodulen führen umfangreiche Tests im Windkanal durch, um potenzielle Schäden zu verringern. Entsprechend Research Gate wird mit zunehmender Windgeschwindigkeit eine leichte Abnahme der Effizienz der Solarmodule beobachtet.

Allerdings hat der Wind auch einige positive Effekte. Die Wirkung von Wind kühlt die Paneele und wenn die Paneele um 1 Grad gekühlt werden, erhöht sich der Wirkungsgrad um 0,05 %.

Hagel

Die Hagelprüfung besteht aus dem Abfeuern von künstlichem Hagel auf a Geschwindigkeit von 20 bis 30 m/s . Solarzellen bleiben bei diesen Geschwindigkeiten unbeschädigt. Basierend auf einem Bericht von NREL , die Analyse von 50.000 Solarenergiesystemen, die zwischen 2009 und 2013 installiert wurden, zeigt, dass nur 0,1 % aller Systeme entweder unterdurchschnittlich funktionierten oder durch Hagel beschädigt wurden. Solarmodule sind so konzipiert, dass sie solchen extremen Wetterbedingungen standhalten.

Eis

Eis bildet sich auf der Oberfläche von Solarzellen, wenn nein Silikonbeschichtung wird angewandt. Die Ansammlung von Eis kann möglicherweise die Effizienz von Solarmodulen verringern 25 bis 100 % .

Chemische Rückstände

Damit sich chemische Rückstände auflösen, müssen mindestens 20 mm Niederschlag auf der Oberfläche der Solarzellen landen. Die Forschung hat gezeigt, dass a die Ermäßigung von 0,2 % des Solarmodulwirkungsgrads, wenn sie mit einer Schicht aus chemischen Ablagerungen bedeckt sind.

UV-Abbau

Eine Solarzellenstruktur kann dadurch delaminiert werden UV-induzierter Abbau . Eine weitere Folge kann die Verfärbung einzelner Solarzellen sein. Aufgrund der anfänglichen Sonneneinstrahlung kann sich auf der Moduloberfläche eine Boroxidschicht bilden, die die Effizienz in den ersten 1.000 Stunden um 1 - 3 % verringert.

Prüfung bei feuchter Hitze

Tests mit feuchter Hitze werden durchgeführt, um die Haltbarkeit von Solarmodulen zu testen sehr feuchte Bedingungen . Feuchtigkeit kann zu Korrosion und zu Modulverbindungsfehlern und einer Gesamtverringerung der Solarmoduleffizienz führen.

Isolationswiderstand

Der Isolationswiderstand wird durch die Materialstärke bestimmt. Bei schwachen Materialien Stromverlust können an den Rändern des Solarmoduls auftreten.

Thermisches Radfahren

Temperaturwechsel können dazu führen, dass Komponenten von Solarmodulen ausfallen. Zu diesen Komponenten gehören Solarzellen, Zwischenverbindungen, Lötverbindungen und Modulverbindungen.

Bei der Installation ist es wichtig, alle Faktoren zu berücksichtigen, die Einfluss haben könnten Wirkungsgrad von Solarmodulen . Darüber hinaus ist es wichtig, Leistung maximieren vom Anfang an.

Umfangreiche Tests der Effizienz von Solarmodulen unter extremen Bedingungen

Effizienztests von Solarmodulen werden durchgeführt, um zu verhindern, dass Solarmodule von geringer Qualität auf dem Markt verkauft werden. Der Hersteller muss nachweisen, dass die Solarzellen eine lange Haltbarkeit und einen dauerhaften Wirkungsgrad aufweisen . Solarmodule, die auf dem britischen Markt erhältlich sind, werden zertifiziert, indem sie zunächst umfangreiche Tests bestehen.

Üblicherweise werden Solarzellen in hochmodernen, vollautomatisierten Prüfanlagen für Solarmodule getestet. Dies hoher Standard beim Testen ermöglicht Kategorisierung der Solarpanel-Effizienz in Gruppen mit ähnliche Ausgangsleistungen .

4 Schlüsselattribute bei der Auswahl von Sonnenkollektoren

  • Das Kosten für Ihre Solarmodule pro Quadratmeter.

  • Wirkungsgrad des Solarmoduls des gesamten Solarmoduls.

  • Lebensspanne von einzelnen Solarzellen.

  • Das Ästhetik und Stil Ihres Solarmoduls.

Die Zukunft der Effizienz von Solarmodulen

Es gibt massive Konkurrenz auf dem Solarstrommarkt. Schwellenländer-Giganten wie China und Indien sind derzeit die größten Umweltverschmutzer. Es wird jedoch erwartet, dass dieser Wettbewerb zu niedrigeren Preisen für Solarmodule sowie zu effizienteren Speicherlösungen führen wird.

Die Änderung führt zu weniger teuren und effizienter Solarstrommodule, die einfach in Ihrem Haus installiert werden können.

Erschwinglichkeit und Effizienz von Solarmodulen haben sich in den letzten Jahrzehnten dramatisch verbessert. Die britische Regierung, durch verschiedene Zuschüsse für Solarmodule , hat Haushalte dazu angeregt, sich für erneuerbare Energien zu entscheiden, um ihre Häuser mit Strom zu versorgen. Auf der anderen Seite arbeiten Forscher kontinuierlich daran, den Wirkungsgrad der Photovoltaik zu verbessern, um das Beste aus der Sonnenenergie herauszuholen.

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