In parole povere, l'efficienza di un modulo fotovoltaico può essere descritta come il tasso di conversione dalla luce solare all'elettricità. Le efficienze tipiche dei moduli fotovoltaici sono comprese tra il 15% e il 20%, mentre i moduli fotovoltaici più efficienti sul mercato hanno un'efficienza di poco superiore al 22%. Alcuni prototipi di laboratorio hanno raggiunto valori di efficienza superiori al 40 percento, ma sono ancora proibitivi e non disponibili per uso commerciale.
L'efficienza di un modulo fotovoltaico descrive quanta luce solare viene convertita in elettricità. Ad esempio, se un pannello con un'efficienza del 20% viene posizionato sotto 1000 watt di luce solare, produrrà 200 watt-ora di elettricità all'ora.
Se i moduli fotovoltaici di marche diverse sono tutti esposti alla stessa luce solare, il modulo fotovoltaico con la massima efficienza genererà la maggiore quantità di elettricità (Kwh) al giorno.
1. Perché l'efficienza è così bassa?
L'efficienza dei moduli fotovoltaici è spesso fraintesa. Le centrali elettriche a gas naturale hanno un'efficienza superiore al 50% e i pannelli solari sembrano essere molto inefficienti al 20%. Tuttavia, se riesci a realizzarli, potresti essere in grado di capire:
Gas naturale, combustibili fossili, ecc. Tutti rilasciano capacità in condizioni controllate, riducono il più possibile la perdita di energia e convertono il lavoro in elettricità.
Il modulo fotovoltaico converte una parte della luce in elettricità quando la luce solare normalmente splende sulla superficie del modulo. Alcune lunghezze d'onda della luce solare non hanno capacità di generazione di energia o la capacità di generazione di energia è molto bassa e una parte della luce infrarossa ha un migliore effetto di generazione di calore e la generazione di calore influenzerà l'efficienza di conversione fotoelettrica. Quindi ciò che i moduli fotovoltaici possono fare è assorbire quanta più luce possibile, ma non utilizzarla tutta.
Inoltre, l'energia termica deve acquistare combustibili fossili, che producono emissioni quando bruciati, mentre la luce solare che consente il funzionamento dei moduli fotovoltaici è gratuita e pulita.
I moduli fotovoltaici sono spesso criticati per essere inefficienti e un modulo da 1,{1}}watt, con un'efficienza di conversione del 20 percento, sembra sprecare 800 watt. Tuttavia, considera che prima che non esistessero i moduli fotovoltaici, sprecavamo tutti i 1000 watt di luce solare!
Sarebbe vero che i moduli fotovoltaici traggono la loro energia da abbondanti risorse che altrimenti andrebbero sprecate. Inoltre, rispetto alla quantità di risorse, le risorse dei combustibili fossili sono limitate e l'estrazione mineraria richiede costi e tutte le inefficienze porteranno a spreco di carburante, spese operative e più gas serra.
Anche se l'efficienza di conversione dei moduli fotovoltaici è solo del 20% circa, la risorsa del suo denominatore luce solare è illimitata e l'unico limite è che lo spazio a terra può essere più grande, quindi gli scienziati stanno cercando di migliorare l'efficienza e risparmiare il più possibile sui costi .
Anche se i moduli fotovoltaici sono all'estremità inferiore della classe di efficienza, non influisce sull'uso dell'energia solare. In pratica, efficienze di conversione inferiori spesso significano che i sistemi solari richiedono investimenti più economici e periodi di ammortamento potenzialmente più brevi. Una maggiore efficienza di solito significa una tecnologia più avanzata e quindi comporta prezzi più elevati. In questo caso, devi assicurarti che il risparmio extra possa compensare il costo aggiuntivo. I moduli fotovoltaici che ottengono il ROI più elevato e il periodo di ammortamento più breve non sono necessariamente i più efficienti.
2. Come calcolare l'efficienza dei moduli fotovoltaici?
L'efficienza dei moduli fotovoltaici viene calcolata attraverso una serie di condizioni di test standard (STC), utilizzate in tutto il settore solare. Sono stati testati in condizioni di laboratorio con una sorgente luminosa di 1,{1}} watt per metro quadrato e una temperatura superficiale del modulo fotovoltaico di 25 gradi . Allo stesso modo, la sorgente luminosa di prova deve simulare completamente la luce solare che si propaga nell'atmosfera.
Quando si installano moduli fotovoltaici in abitazioni e aziende, le condizioni sul campo differiscono dalle condizioni ideali di laboratorio. Di conseguenza, le efficienze effettive ottenute dai moduli fotovoltaici differiscono dalle efficienze di laboratorio. Tuttavia, le classificazioni di efficienza standard sono utili per confrontare i moduli FV nelle stesse condizioni.
I moduli fotovoltaici possono essere testati anche in altre condizioni denominate NOCT, che rappresentano la temperatura di esercizio nominale della cella. Queste condizioni sono progettate per simulare i siti di progetto tipici e il test di efficienza NOCT tiene conto dei fattori ignorati nel test STC. Tuttavia, tenere presente che entrambi sono valori di riferimento per l'efficienza del pannello. Per comprendere le prestazioni esatte che un pannello solare può raggiungere nella tua casa, devi ottenere un design professionale basato su una{0}}valutazione in loco.
Inoltre, la certificazione di leader dei moduli fotovoltaici CQC stabilisce anche il livello dei prodotti di efficienza energetica. Il calcolo dell'efficienza di conversione del modulo è diverso dall'efficienza di conversione della batteria, perché il modulo contiene alcune aree ridondanti diverse dalla cella, come il telaio e lo spazio tra le celle. Attesa. Il grado di efficienza di questo prodotto può essere noto dal certificato leader del modulo fotovoltaico CQC.
3. Puoi anche aumentare l'efficienza di generazione di energia dei tuoi moduli
Con lo sviluppo della tecnologia di produzione delle celle solari, i moduli fotovoltaici sono diventati più efficienti. Questo fattore è al di fuori del controllo dei proprietari di case e delle aziende che utilizzano i componenti. Tuttavia, decisioni di progettazione intelligenti possono anche migliorare l'efficienza dei sistemi solari.
La perdita di efficienza angolare dei moduli fotovoltaici è un fattore molto importante nel processo di progettazione. L'orientamento dei moduli fotovoltaici influisce sull'efficienza della generazione di energia e, se sono posizionati nella posizione migliore, la migliore inclinazione, aumenterà la produzione di energia:
I moduli fotovoltaici che ricevono la luce solare frontalmente generano più potenza di quelli che ricevono la luce solare in diagonale. Idealmente, i componenti dovrebbero avere un orientamento che massimizza l'efficienza alla luce solare diretta.
Le aziende solari utilizzano una varietà di soluzioni software per calcolare l'angolo dei moduli fotovoltaici per la massima efficienza. Se vivi nell'emisfero settentrionale, i tetti rivolti a sud-di solito ricevono la maggior quantità di luce solare, escluso il fattore di ombreggiamento delle ostruzioni. Per i paesi dell'emisfero australe, è preferibile un tetto rivolto a nord-.
I moduli fotovoltaici{0}}montati a terra hanno una maggiore flessibilità di orientamento, consentendo di regolare la staffa di conseguenza calcolando l'angolo esatto che massimizza la generazione di energia dall'orientamento della staffa e dalle prestazioni di tracciamento della staffa.
È molto importante collaborare con un'azienda qualificata di EPC solare, è importante scegliere il prodotto giusto e verificarne la certificazione del prodotto, perché la qualità dell'installazione è importante quanto la qualità dei moduli fotovoltaici.