Met die popularisering van hernubare energie het sonselle geleidelik een van die belangrikste bronne van groen energie geword. Baie mense is egter dalk nie bewus daarvan dat die kragopwekkingsdoeltreffendheid en kragopwekking van sonselle deur 'n verskeidenheid faktore beïnvloed word nie, waarvan die belangrikste die ligtoestande is. So, hoe beïnvloed ligtoestande die krag wat deur sonselle opgewek word? Vandag sal ons hierdie onderwerp populariseer.
1. ligintensiteit en kragopwekking
Ligintensiteit is, eenvoudig gestel, die stralingskrag van sonlig per eenheidsoppervlakte. Vir sonselle, hoe hoër die ligintensiteit, hoe meer energie die sonsel ontvang, hoe hoër is die uitsetkrag. Daarom is die krag wat deur sonselle opgewek word gewoonlik hoër op sonnige dae met sterk sonlig.
Die kragopwekkingskapasiteit van 'n fotovoltaïese sel word gewoonlik gemeet onder standaard toetstoestande teen 'n ligintensiteit van 1000 W/m², wat die standaardwaarde is wat in laboratoriums gebruik word om sonnige daglig te simuleer. Wanneer die ligintensiteit toeneem, neem die fotovoltaïese stroom in die sonsel toe, wat weer die uitsetkrag verhoog; omgekeerd, as die ligintensiteit afneem, byvoorbeeld op bewolkte dae of gedurende sonsondergangure, neem die krag wat deur die sel opgewek word, aansienlik af.
Ligintensiteit wissel gedurende die dag. Vanaf die vroeë oggend kom die son geleidelik op, en die ligintensiteit neem ook geleidelik toe; teen die middag bereik die ligintensiteit sy hoogste waarde; in die namiddag, soos die son geleidelik in die weste sak, verswak die ligintensiteit geleidelik totdat die sonsondergang heeltemal verdwyn. Hierdie verandering in sonligintensiteit beïnvloed direk die sonselkragopwekking in 'n dag.
2. Lighoek en kragopwekkingsdoeltreffendheid
Die hoek van lig sal ook 'n groot impak hê op die kragopwekking van sonselle. Wanneer sonlig vertikaal op die oppervlak van die sonsel inval, kan die fotovoltaïese sel die meeste ligenergie absorbeer, en dus die hoogste kragopwekking; en wanneer die sonlig skuins is, sal 'n deel van die lig weerkaats word, die ligenergie wat deur die battery geabsorbeer word, word verminder, en die kragopwekking word dienooreenkomstig verminder.
Om die kragopwekkingsdoeltreffendheid van die selle te maksimeer, is baie sonkragstelsels toegerus met sonopsporingstoestelle wat outomaties die hoek van die FV-selle aanpas volgens die posisie van die son om die optimale invalshoek te handhaaf. Hierdie tegnologie was effektief in die verhoging van die algehele kragopwekking van FV-selle.
3. Die impak van ligduur op kragopwekking
Ligduur is ook 'n belangrike faktor wat die kragopwekking van sonselle beïnvloed. Hoe langer die ligure in 'n dag, hoe meer totale elektrisiteit kan 'n sonsel opwek. Dit is hoekom sonselle by hoë breedtegrade relatief minder elektrisiteit opwek as gevolg van kort winterligure, terwyl die hoeveelheid elektrisiteit wat deur die jaar opgewek word in gebiede met lang ligure hoër is.
Daarbenewens beïnvloed seisoenale veranderinge ook die ligure. Byvoorbeeld, in die somer, wanneer die dae langer is, kan sonselle elektrisiteit vir 'n langer tydperk opwek; terwyl in die winter, wanneer die dae korter is, die tyd en totale hoeveelheid elektrisiteit wat opgewek word natuurlik sal afneem.
4. Klimaatstoestande en fotovoltaïese werkverrigting
Klimaatstoestande kan eweneens 'n beduidende impak hê op die krag wat deur sonselle opgewek word. Onder bewolkte en mistige toestande word die sonstrale deur wolke of swewende deeltjies geblokkeer, wat lei tot 'n vermindering in die hoeveelheid ligenergie wat deur die PV-sel ontvang word, en die opgewekte krag sal aansienlik verminder word. Boonop kan reën en sneeu ook die absorpsie van lig deur PV-panele beïnvloed, wat die kragopwekkingsprestasie van die selle verminder.
Interessant genoeg hang die werkverrigting van PV-selle nie net af van die sterkte van die sonlig nie, soms is te sterk sonlig dalk nie 'n goeie ding nie. Byvoorbeeld, die kragopwekkingsdoeltreffendheid van sonselle is geneig om af te neem onder hoë temperatuurtoestande omdat die verhoogde temperatuur die weerstand binne die sel verhoog, wat lei tot laer kragopwekking. Dit is hoekom mense in sommige gebiede hul PV-modules koeler hou deur verkoelingstelsels te gebruik om hul kragopwekkingsdoeltreffendheid te verhoog.
5. Effek van spektrale samestelling
Sonlig bestaan uit fotone van verskillende golflengtes, bekend as die spektrum. Sonselle absorbeer verskillende golflengtes van lig verskillend, en variasies in spektrale samestelling kan ook 'n impak hê op die krag wat deur sonselle opgewek word. Oor die algemeen het PV-selle die hoogste absorpsie-doeltreffendheid vir sigbare lig en relatief lae absorpsie vir ultraviolet- en infrarooilig. Daarom is die kragopwekkingsprestasie van PV-selle beter wanneer daar meer sigbare ligkomponent in die spektrum is.
Wanneer die lug bewolk is, of in die vroeë oggend en aand, verander die spektrum van sonlig, met 'n afname in die sigbare komponent en 'n toename in die infrarooi komponent, en die kragopwekkingsdoeltreffendheid van die FV-sel neem ook in hierdie geval af. Om die spektrale reaksie van fotovoltaïese selle te verbeter, is navorsing gedoen op die ontwikkeling van materiale wat 'n wyer reeks van die son se spektrum kan absorbeer, soos chalcogenides, wat beter ligabsorberende eienskappe onder laboratoriumtoestande getoon het.
6. AM 1.5 G Toetsstandaard
In die toetsing van fotovoltaïese selle is dit algemeen om AM 1.5 G as die standaard spektrale toestand te gebruik. AM staan vir Lugmassa, en AM 1.5 beteken dat die pad van die sonstrale deur die atmosfeer een en 'n half keer langer is as die son se direkte vertikale pad deur die atmosfeer. AM 1.5 G is 'n standaard wat wêreldwyd wyd gebruik word en verteenwoordig die spektrale toestand van die sonstrale wat deur die atmosfeer en op die aarde se oppervlak op 'n helder dag beweeg, wat ooreenstem met 'n ligintensiteit van ongeveer 1000 W/m². AM 1.5 G is 'n wêreldwyd gebruikte standaard wat die spektrale toestande verteenwoordig wat geproduseer word deur lig wat deur die atmosfeer en op die aarde se oppervlak op 'n helder dag beweeg, en stem ooreen met 'n ligintensiteit van ongeveer 1000 W/m² en 'n ligintensiteit van ongeveer 100 000 Lux.
Die gebruik van AM 1.5 G verseker dat die toetstoestande in die laboratorium so na as moontlik aan die werklike toestande is om die werkverrigting van die sonselle in alledaagse omgewings akkuraat te bepaal.
7. Binnenshuise ligstandaarde en intensiteit
Daar is ook nasionale standaarde vir binnenshuise ligintensiteit. Byvoorbeeld, volgens China se relevante nasionale standaarde (bv. Geboubeligtingsontwerpstandaard GB 50033-2013), het binnenshuise ruimtes vir verskillende doeleindes verskillende ligvereistes. Oor die algemeen behoort die verligtingsvlak vir 'n gewone kantooromgewing ongeveer 300-500 Lux te wees, terwyl die verligtingsstandaard vir 'n skoolklaskamer hoër is, gewoonlik bo 500 Lux.
Vir binnenshuise ligintensiteit per vierkante meter, wanneer dit na krag omgeskakel word, is dit gewoonlik tussen 5-15 W/m², afhangende van die werklike tipe ligbron en ligdoeltreffendheid. Hierdie ligintensiteit is ver onder die standaard vir buitelugsonlig, maar is voldoende vir daaglikse aktiwiteite en beligting binnenshuis.
8. Omgewingsfaktore wat ligtoestande beïnvloed
Benewens die faktore wat hierbo genoem word, kan skadu deur besoedelingstowwe soos stof, voëlmis, blare, ens. ook die ligtoestande van die FV-selle beïnvloed, wat die opgewekte krag verminder. Hierdie obstruksies sal verhoed dat 'n deel van die sonlig die oppervlak van die fotovoltaïese sel bereik, wat die sogenaamde "warmkol-effek" vorm, dit wil sê, die temperatuur van die geblokkeerde sel styg, wat nie net die doeltreffendheid verminder nie, maar ook skade aan die sel kan veroorsaak.
Om dit te voorkom, moet PV-selle gereeld skoongemaak word om te verseker dat die oppervlak skoon bly en om ligabsorpsie te maksimeer. Vir sommige areas in gebiede met baie sand en stof of gereelde voëlaktiwiteit, is die installering van 'n selfreinigende laag of die opstel van 'n skoonmaakstelsel albei meer effektiewe oplossings.
9. Opsomming
Ligtoestande is een van die sleutelfaktore in die bepaling van die krag wat deur sonselle opgewek word. Ligintensiteit, invalshoek, ligduur, klimaatstoestande en spektrale samestelling het almal 'n beduidende impak op die kragopwekkingsprestasie van FV-selle. Om die hoeveelheid krag wat deur sonselle opgewek word, te maksimeer, moet ons hierdie ligtoestande in ag neem en die FV-stelsel gepas ontwerp en in stand hou, soos die installering van 'n sonopsporer, die gereelde skoonmaak van die panele en die handhawing van die korrekte bedryfstemperatuur.
Deur die ontwerp en toepassing van FV-selle voortdurend te optimaliseer, kan ons sonenergie meer doeltreffend benut en positief bydra tot die bereiking van universele toegang tot skoon energie en die vermindering van koolstofvrystellings.
