کارایی پنل های خورشیدی

کارایی پنل خورشیدی اندازه گیری میزان نور خورشید (تابش) است که روی سطح صفحه خورشیدی می افتد و به برق تبدیل می شود. با توجه به پیشرفتهای زیادی که در فن آوری فتوولتائیک طی سالهای اخیر انجام شده است ، متوسط بازده تبدیل پنل از ۱۵٪ به بیش از ۲۰٪ افزایش یافته است. این جهش بزرگ در کارایی منجر به درجه بندی توان یک صفحه استاندارد با اندازه استاندارد از ۲۵۰ وات به ۳۷۰ وات افزایش می یابد.

همانطور که در زیر با جزئیات توضیح داده شده است ، کارایی صفحه خورشیدی توسط دو عامل اصلی تعیین می شود. بازده سلول فتوولتائیک (PV) ، بر اساس طراحی سلول و نوع سیلیکون ، و کل بازده پانل ، براساس طرح سلول ، پیکربندی و اندازه صفحه.

کارایی سلول

کارایی سلول با استفاده از ساختار سلول و ماده سیلیکونی پایه مورد استفاده تعیین می شود که به طور کلی یا از نوع P یا N است. بازده سلول توسط آنچه به عنوان فاکتور پر کردن (FF) شناخته می شود ، محاسبه می شود که حداکثر بازده تبدیل یک سلول PV در ولتاژ و جریان کارکرد مطلوب است.

طراحی سلول نقش بسزایی در کارایی صفحه دارد. از ویژگی های اصلی می توان به نوع سیلیکون ، چند میله بادی (MBB) و نوع غیرفعال (PERC) اشاره کرد. سلولهای IBC با هزینه بالا در حال حاضر کارآمدترین (۲۰-۲۲٪) هستند ، به دلیل خلوص بالای سلول سلول سیلیکونی نوع N و از بین رفتن سایه بان / انگشت هیچ تلفاتی ندارند. با این حال ، سلولهای PERC مونو اخیر با MBB و آخرین سلولهای heterojunction (HJT) به سطوح کارایی بسیار بالاتر از ۲۰٪ رسیده اند.

سمت چپ: نمای نزدیک از یک سلول شینه مونو ۵ نوع P از یک صفحه Trina Honey M به علاوه ۳۱۰W. راست: نزدیک شدن یک سلول چند شینه ای N-type 12 کارآمدتر از یک صفحه LG Neon 2 335W. برای بزرگنمایی تصویر کلیک کنید

کارایی پنل

کارایی پنل کل در شرایط آزمون استاندارد (STC) ، بر اساس دمای سلول ۲۵ درجه سانتیگراد ، تابش خورشید ۱۰۰۰ وات بر متر مربع و توده هوا ۱.۵ اندازه گیری می شود. بازده (٪) یک صفحه با حداکثر درجه قدرت (W) در STC محاسبه می شود ، تقسیم بر کل سطح صفحه بر حسب متر.

بهره وری کلی پنل خورشیدی می تواند تحت تأثیر عوامل زیادی قرار گیرد از جمله: درجه حرارت ، میزان تابش ، نوع سلول و اتصال سلول ها. با کمال تعجب ، حتی رنگ صفحه پشت محافظ نیز می تواند بر کارایی تأثیر بگذارد. یک صفحه پشت سیاه ممکن است از نظر زیبایی ظاهری دلپذیرتر به نظر برسد ، اما گرمای بیشتری را جذب می کند و در نتیجه درجه حرارت سلول بالاتر می رود که مقاومت را افزایش می دهد ، این به نوبه خود بازده کل تبدیل را کمی کاهش می دهد.

بهره وری کلی پنل خورشیدی می تواند تحت تأثیر عوامل زیادی قرار گیرد از جمله: درجه حرارت ، میزان تابش ، نوع سلول و اتصال سلول ها. با کمال تعجب ، حتی رنگ صفحه پشت محافظ نیز می تواند بر کارایی تأثیر بگذارد. یک صفحه پشت سیاه ممکن است از نظر زیبایی ظاهری دلپذیرتر به نظر برسد ، اما گرمای بیشتری را جذب می کند و در نتیجه درجه حرارت سلول بالاتر می رود که مقاومت را افزایش می دهد ، این به نوبه خود بازده کل تبدیل را کمی کاهش می دهد.

پنل های خورشیدی ساخته شده با استفاده از سلول های پیشرفته “تماس متقابل” یا IBC پیشرفته ترین کارآیی را دارند و به دنبال آن سلول های heterojunction (HJT) ، سلول های PERC تک کریستالی نیمه برش و چند باریکی ، سلول های زنجیر شده و در نهایت تک سلولی ۶۰ سلول وجود دارد. سلول ها. پنل های خورشیدی ۶۰ سلولی پلی یا چند کریستالی به طور کلی کمترین بازده و به همان اندازه پنل های خورشیدی کم هزینه هستند.

چرا کارایی مهم است

اصطلاح کارآیی بسیار زیاد است اما یک پنل کمی کارآمد همیشه با یک پنل با کیفیت بهتر برابر نیست. بسیاری از افراد مهمترین معیار را هنگام انتخاب یک صفحه خورشیدی می دانند ، اما آنچه بیشتر از همه اهمیت دارد کیفیت تولید مربوط به عملکرد دنیای واقعی ، قابلیت اطمینان ، خدمات تولید کنندگان و شرایط گارانتی است. درباره انتخاب بهترین صفحات خورشیدی در اینجا بیشتر بخوانید.

۱۰ صفحه کارآمد برتر خورشیدی

کارآمدترین صفحات خورشیدی موجود در سال ۲۰۲۱ از سلولهای IBC با خلوص بالا و تولید شده توسط SunPower و LG استفاده می کنند. REC اخیراً سری آلفا را با استفاده از سلولهای نوع N از نوع HJT منتشر کرده است که باعث افزایش کارایی نزدیک به سطح سلولهای IBC می شود. همانطور که در جدول زیر برجسته شده است ، اکثر تولیدکنندگان دیگر از سلولهای تک استاندارد به سلولهای PERC مجهز به نیمه برش کارآمدتر منتقل شده اند. علاوه بر این ، ماژول های نسل جدید دارای سلول های نیمه برش چند شینه (MBB) از Longi Solar ، Solaria ، Trina ، Jinko ، Canadian و Hyundai بهره وری صفحه را بسیار بالاتر از ۲۰٪ افزایش داده اند.

اندازه پانل استاندارد ۶۰ تا ۶۶ سلول (۱۲۰-HC) و پانل های مسکونی سلول ۹۶/۱۰۴.

بازپرداخت سریعتر

از نظر زیست محیطی ، افزایش کارایی به طور کلی به این معنی است که یک صفحه خورشیدی انرژی تجسم یافته (انرژی مورد استفاده برای استخراج مواد اولیه و تولید صفحه خورشیدی) را در زمان کمتری بازپرداخت می کند. بر اساس تجزیه و تحلیل دقیق چرخه زندگی ، اکثر صفحات خورشیدی مبتنی بر سیلیکون انرژی تجسم یافته را طی ۲ سال بازپرداخت می کنند. با این حال ، با افزایش کارایی پنل به بیش از ۲۰٪ ، زمان بازپرداخت در بسیاری از مکان ها به کمتر از ۱.۵ سال کاهش یافته است. افزایش کارایی همچنین به این معنی است که یک سیستم خورشیدی در طول عمر متوسط ​​بیش از ۲۰ سال یک صفحه خورشیدی برق بیشتری تولید می کند و هزینه اولیه را زودتر بازپرداخت می کند ، به این معنی که بازده سرمایه گذاری حتی بیشتر کاهش می یابد.

کارایی صفحه خورشیدی به طور کلی عملکرد خوبی را نشان می دهد ، خصوصاً اینکه بسیاری از صفحات با بازده بالا از سلولهای سیلیکونی با درجه بالاتر N با ضریب دمای بهبود یافته و تخریب کمتری در طول زمان استفاده می کنند. برخی از تولیدکنندگان مانند LG و SunPower حتی پس از ۲۵ سال استفاده ، ضمانت نامه هایی با ۹۰٪ یا بالاتر برق باقیمانده را ارائه می دهند.

کارایی منطقه در مقابل

بازده تفاوت زیادی در میزان مساحت سقف مورد نیاز ایجاد می کند. پنل های خورشیدی با کارایی بالاتر در هر متر مربع انرژی بیشتری تولید می کنند و بنابراین به مساحت کلی کمتری نیاز دارند. این برای سقف های با فضای محدود بسیار مناسب است و همچنین می تواند اجازه دهد سیستم های با ظرفیت بزرگتر در هر سقف نصب شوند. به عنوان مثال ، پنل های خورشیدی با کیفیت بالا ۱۲ x 360 وات ، مانند آنهایی که از LG یا SunPower با بازده تبدیل ۲۱.۲٪ استفاده می کنند ، ظرفیت کل خورشید را تا ۱۱۰۰W (1.1kW) بیشتر از همان تعداد و اندازه ۲۷۰W پانل با ۱۶.۵٪ پایین تر فراهم می کنند. بهره وری.

پنل های خورشیدی ۱۲ ۲۷ ۲۷۰W با راندمان ۱۶.۵ = = ۳۲۰۰ وات

پنل های خورشیدی ۱۲ W 360W با بازده ۲۱.۲ = = ۴۳۰۰ وات

لیست کارآمدترین صفحات خورشیدی اعلام شده و انتظار می رود در طی سال ۲۰۲۱ به تولید بالایی برسند – فقط صفحه های اندازه صفحه ۶۰ تا ۶۶ اندازه سلول

کارایی در دنیای واقعی

در استفاده در دنیای واقعی ، کارایی عملکرد صفحه خورشیدی به بسیاری از عوامل خارجی وابسته است. بسته به شرایط محیطی محلی ، این عوامل مختلف می توانند کارایی پانل و عملکرد کلی سیستم را کاهش دهند. عوامل اصلی موثر بر کارایی صفحه خورشیدی در زیر ذکر شده است:

• تابش (W / m2)
• سایه زدن
• جهت گیری پنل
• دما
• مکان (عرض جغرافیایی)
• زمان سال
• گرد و غبار و خاک

عواملی که بیشترین تأثیر را در بهره وری پانل در استفاده در دنیای واقعی دارند ، تابش ، سایه ، جهت و دما هستند.

سطح تابش خورشید ، اندازه گیری شده در وات بر متر مربع (W / m2) ، تحت تأثیر شرایط جوی مانند ابرها و دود ، عرض جغرافیایی و زمان سال است. طبیعتاً ، اگر یک پانل کاملاً سایه داشته باشد ، میزان خروجی برق بسیار کم خواهد شد ، اما سایه اندازی جزئی نیز می تواند نه تنها در کارایی پنل خورشیدی بلکه در کل کارایی سیستم نیز تأثیر زیادی بگذارد. به عنوان مثال ، سایه اندکی روی بیش از چندین سلول در یک صفحه می تواند ۵۰٪ یا بیشتر از توان خروجی بکاهد ، که به نوبه خود می تواند کل قدرت رشته را با مقدار مشابه کاهش دهد زیرا بیشتر پنل های خورشیدی به صورت سری متصل هستند و سایه زنی یک پنل خورشیدی روی کل رشته تأثیر می گذارد. . بنابراین بسیار مهم است که سعی کنید سایه ها را در صورت امکان کاهش یا از بین ببرید. خوشبختانه دستگاه های الحاقی وجود دارد که به عنوان بهینه ساز و میکرو اینورتر شناخته می شوند و می توانند اثر منفی سایه زنی را کاهش دهند ، به ویژه هنگامی که تعداد کمی از پنل های خورشیدی سایه انداز هستند.