Fotovoltaické systémy jsou stále oblíbenějším zdrojem obnovitelné energie, a to z dobrého důvodu. Jsou účinné, úsporné a šetrné k životnímu prostředí. Stejně jako všechny technologie jsou však ovlivněny prostředím a jedním z klíčových faktorů ovlivňujících jejich výkon je teplota.
Proč má teplota vliv na fotovoltaiku?
Princip fotovoltaických systémů spočívá ve využití fotovoltaického efektu, který vzniká působením světla na polovodiče, k přímé přeměně světelné energie na elektrickou. Obecně platí, že dobré světelné podmínky v létě produkují více elektřiny. Extrémní horko je však něco jiného.
Vzhledem k teplotním vlastnostem samotného modulu vede zvýšení teploty ke ztrátě výstupního výkonu. V létě, kdy teplota dosahuje 35-40 °C, může zadní strana modulu dosáhnout 50-70 °C a teplota pracovního spoje článků v modulu může přesáhnout i 80 °C. Při překročení jmenovité provozní teploty se úměrně snižuje účinnost fotovoltaické přeměny, což ovlivňuje účinnost výroby energie.
Vezměme si jako příklad teplotní koeficient výkonu fotovoltaického modulu 0,4 %/°C, špičkový výkon modulu při 25°C je 300 W, pak ztráta špičkového výkonu při 80°C = 0,4 %/°C * (80-25)°C = 22 %, špičkový výstupní výkon = 300 W * (1-22 %) = 234 W. Je tedy vidět, že nárůst teploty povede k vážné ztrátě výstupního výkonu modulu, za ostatních podmínek zůstane nezměněn. , což znamená, že se vyrobí o 22 % méně energie.
Kromě ztráty účinnosti ovlivňuje teplota také dlouhodobou stabilitu fotovoltaického článku. Vysoké teploty mohou urychlit degradaci materiálů použitých v článcích, což vede ke zkrácení životnosti systému.
Jak teplota ovlivňuje fotovoltaiku
1. Způsobuje snížení výstupního výkonu fotovoltaických modulů
Fotovoltaické moduly mají obecně tři teplotní koeficienty: napětí naprázdno, špičkový výkon a zkratový proud. Když teplota stoupá, klesá výstupní výkon fotovoltaického modulu. Špičkový teplotní koeficient fotovoltaických modulů se pohybuje zhruba v rozmezí -0,38 až 0,44 %/°C, tj. s rostoucí teplotou klesá výkon fotovoltaických modulů. Teoreticky se s každým stupněm zvýšení teploty sníží výkon fotovoltaické elektrárny přibližně o 0,44 %.
V praktických studiích bylo prokázáno, že krystalické křemíkové solární články produkují při teplotě kolem 20 stupňů přibližně o 20 % více energie než při teplotě 70 stupňů. Jinými slovy, pokud jsou v místě instalace fotovoltaické elektrárny průměrné světelné podmínky, ale průměrná roční teplota je relativně nízká, je její výkon mnohem vyšší než v oblastech, kde je světlo příliš silné a teplota příliš vysoká.
2. Ovlivňuje životnost měniče a dalších částí.
Ve fotovoltaických systémech se fotovoltaické moduly bojí tepla, stejně jako střídač. Střídač se skládá z mnoha elektronických součástek a hlavní komponenty při práci vytvářejí teplo. Zvýšení teploty má velký vliv na výkon součástek střídače a okolní teplota skříně chladiče a střídače při vysoké teplotě plus teplo vyzařované provozem zařízení je mnohem vyšší než venkovní teplota.
3. Vznik efektu horkého místa ovlivňuje životnost součástek
Vysoké místní teploty mohou způsobit vznik horkých míst, která mohou ovlivnit životnost fotovoltaického modulu. Efekt horkého místa (odkaz na příspěvek na blogu o horkém místě) do jisté míry poškozuje solární články, přičemž část energie generované solárními články světlem bude pravděpodobně spotřebována zastíněnými články, a efekt horkého místa ve fotovoltaických elektrárnách přímo povede ke 30% zkrácení životnosti fotovoltaických modulů, což může v dlouhodobém horizontu způsobit selhání modulu.
V období vysokých teplot jsou fotovoltaické moduly zastíněny ptačím trusem, plevelem, listím apod. a jsou náchylné k efektu horkého místa, kdy místní teplota fotovoltaických modulů může dosáhnout více než 100 °C. Efekt horkého bodu snižuje výkon fotovoltaického modulu, což vede ke ztrátě výstupního výkonu celého řetězce fotovoltaických modulů.
Závěr
Teplota má významný vliv na výkon a stabilitu fotovoltaických systémů. Optimální teplota modulů pro výrobu energie je 24-25 °C. Přestože je sluneční záření nejlepší v červenci a srpnu, výroba energie není nejvyšší. Měsíce s nejvyšší výrobou energie pro domácí fotovoltaické elektrárny jsou duben a květen.
Je důležité tento efekt řídit, abyste maximalizovali energetický výkon a zajistili dlouhodobou spolehlivost fotovoltaického systému. Pochopením vztahu mezi teplotou a výkonem fotovoltaických systémů a přijetím opatření k jejich údržbě lze optimalizovat účinnost a efektivitu fotovoltaických systémů a učinit z nich atraktivnější zdroj obnovitelné energie.
Jako výrobce fotovoltaických modulů s 15 lety zkušeností v oboru má společnost Maysun Solar kanceláře a sklady v několika zemích a navázala dlouhodobé vztahy s mnoha vynikajícími instalátory. Neváhejte nás kontaktovat a vyžádejte si nejnovější cenové nabídky modulů nebo nám položte otázky týkající se fotovoltaiky.