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科普:了解光伏組件效率的基本原理
日期:2020-12-08   [復制鏈接]
責任編輯:yutianyang_tsj 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]
簡單來說,光伏組件的效率可以描述為從太陽光到電能的轉換率。典型的光伏組件效率在15%至20%的范圍內,而市面上最有效的光伏組件效率略高于22%。一些實驗室原型已達到40%以上的效率值,但它們仍然非常昂貴且無法用于商業(yè)用途。

光伏組件的效率描述了多少陽光被轉化為電能。例如,如果將一塊效率為20%的面板放在1000瓦的日照下,每小時它將產生200瓦時的電能。

如果不同品牌的光伏組件都暴露在相同的陽光下,則效率最高的光伏組件每天將產生最大的發(fā)電量(Kwh)。
1. 效率為何這么低?

光伏組件的效率通常會被誤解。天然氣發(fā)電廠的效率超過50%,太陽能板的發(fā)電效率似乎很低,只有20%。但是,如果你能意識到這些,你或許就能理解了:

天然氣、化石燃料等都是在受控的情況下釋放出能力,并盡可能減少能量損失,通過功的轉換變成電力。

而光伏組件,是在太陽光正常照射到組件表面的情況下,將一部分光轉化成電。太陽光中的一些波段是不具備發(fā)電能力或發(fā)電能力很低的,還有一部分紅外光生熱效果更好,而生熱會影響光電轉化效率的。因此光伏組件能做的就是盡可能多吸收光,卻不能利用所有的光。

此外,火電必須購買化石燃料,燃燒時會產生排放,而允許光伏組件運行的太陽光是自由清潔的。
光伏組件經常因效率低而受到批評,1000瓦的組件,轉化效率是20%,似乎浪費了800瓦。但是,請考慮一下以前沒有光伏組件的時候,我們浪費了所有1000瓦的陽光!

如果說光伏組件是從豐富的資源中獲得電力的話,那將是正確的,否則這些資源將被浪費。而且從資源的量來比較,化石燃料的資源是有限的,開采是需要成本的,所有的低效率都會導致燃料、運營費用浪費和更多的溫室氣體。

而即便光伏組件的轉化效率只有20%左右,其分母太陽光的資源是無限的,唯一的限制是占地面積可能會大了一點,所以科學家在盡可能地提升效率,節(jié)省成本。

即使光伏組件處于效率等級的較低端,也不影響使用太陽能。實際上,較低的轉化效率通常會意味著太陽能系統(tǒng)需要的投資更便宜,并且投資回收期可能會縮短。更高的效率通常意味著更先進的技術,因此伴隨著價格的上漲。在這種情況下,您必須確保額外的節(jié)省能夠補償額外的費用。獲得最高投資回報率和最短投資回收期的光伏組件不一定是效率最高的。

2. 如何計算光伏組件的效率?

光伏組件的效率是通過一套標準測試條件(STC)計算得出的,整個太陽能行業(yè)都在使用這些標準測試條件。它們在實驗室條件下進行了測試,光源的功率為每平方米1,000瓦,光伏組件的表面溫度為25°C。同樣,測試光源必須完全模擬通過大氣傳播的陽光。

在家庭和企業(yè)中安裝光伏組件時,現(xiàn)場條件與理想的實驗室條件不同。結果,光伏組件獲得的實際效率與實驗室效率不同。但是,標準效率等級對于在相同條件下比較光伏組件非常有用。

光伏組件也可以在稱為NOCT的其他條件下進行測試,該條件表示電池的標稱工作溫度。這些條件旨在模擬典型的項目站點,NOCT效率測試考慮了STC測試中忽略的因素。但是,請記住,兩者都是面板效率的參考值。要了解太陽能板在您的房屋中可以實現(xiàn)的確切性能,您必須根據現(xiàn)場評估獲得專業(yè)設計。

此外,CQC光伏組件領跑者認證中還規(guī)定了能效產品的等級,對組件的轉化效率計算不同于電池的轉化效率,因為組件包含了電池片以外的一些冗余面積,如邊框、電池片的間隙等??梢詮腃QC光伏組件領跑者證書了解該產品的效率等級。

3. 你也可以提高組件發(fā)電效率

隨著太陽能電池制造技術的發(fā)展,光伏組件已經變得更加高效。這個因素超出了使用組件的房主和企業(yè)的控制范圍。但是,明智的設計決策也可以提高太陽能系統(tǒng)的效率。

光伏組件角度效率損失是設計過程中非常重要的因素。光伏組件的朝向會影響發(fā)電效率,如果將它們放置在最佳位置、最佳傾角,則會增加發(fā)電量:

正面接收日光的光伏組件所產生的電能要比那些斜向照射日光的光伏組件產生的電能更多。理想情況下,組件在陽光直射的情況下應具有使效率最大化的方向。

太陽能公司使用多種軟件解決方案來計算光伏組件的角度,以實現(xiàn)最大效率。如果您生活在北半球,除去障礙物產生陰影因素,朝南屋頂通常會獲得最多的陽光。對于南半球的國家來說,最好是朝北的屋頂。

地面安裝的光伏組件在方向方面具有更大的靈活性,可以通過支架的朝向以及支架的跟蹤性能計算出使發(fā)電量最大化的確切角度,從而相應地調整支架。

與合格的太陽能EPC公司合作非常重要,選擇合適的產品,檢查其產品認證證書都很重要,因為安裝質量與光伏組件質量同樣重要。

原標題:科普:了解光伏組件效率的基本原理
 
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來源:光伏測試網
 
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