Gyda phoblogeiddio ynni adnewyddadwy, mae celloedd solar wedi dod yn raddol yn un o'r ffynonellau ynni gwyrdd pwysicaf. Fodd bynnag, efallai nad yw llawer o bobl yn ymwybodol bod effeithlonrwydd cynhyrchu pŵer a chynhyrchu pŵer celloedd solar yn cael eu heffeithio gan amrywiaeth o ffactorau, a'r pwysicaf ohonynt yw'r amodau golau. Felly, sut mae amodau golau yn effeithio ar y pŵer a gynhyrchir gan gelloedd solar? Heddiw, byddwn yn poblogeiddio'r pwnc hwn.
1. dwyster golau a chynhyrchu pŵer
Dwyster golau, yn syml, yw pŵer ymbelydrol golau'r haul fesul uned arwynebedd. Ar gyfer celloedd solar, po uchaf yw dwyster y golau, y mwyaf o ynni a dderbynnir gan y gell solar, yr uchaf yw ei phŵer allbwn. Felly, ar ddiwrnodau heulog gyda golau haul cryf, mae'r pŵer a gynhyrchir gan gelloedd solar fel arfer yn uwch.
Fel arfer, mesurir capasiti cynhyrchu pŵer cell ffotofoltäig o dan amodau prawf safonol ar ddwyster golau o 1000 W/m², sef y gwerth safonol a ddefnyddir mewn labordai i efelychu golau dydd heulog. Pan fydd dwyster y golau yn cynyddu, mae'r cerrynt ffotofoltäig yn y gell solar yn cynyddu, sydd yn ei dro yn cynyddu'r pŵer allbwn; i'r gwrthwyneb, os yw dwyster y golau yn lleihau, er enghraifft ar ddiwrnodau cymylog neu yn ystod oriau machlud haul, mae'r pŵer a gynhyrchir gan y gell yn lleihau'n sylweddol.
Mae dwyster golau yn amrywio dros gyfnod y dydd. Gan ddechrau yn gynnar yn y bore, mae'r haul yn codi'n raddol, mae dwyster y golau hefyd yn cynyddu'n raddol; am hanner dydd, mae dwyster y golau yn cyrraedd ei werth uchaf; yn y prynhawn, wrth i'r haul suddo'n raddol yn y gorllewin, mae dwyster y golau yn gwanhau'n raddol nes bod y machlud yn diflannu'n llwyr. Mae'r newid hwn yn nwyster golau'r haul yn effeithio'n uniongyrchol ar gynhyrchu pŵer celloedd solar mewn diwrnod.
2. Ongl golau ac effeithlonrwydd cynhyrchu pŵer
Bydd ongl y golau hefyd yn cael effaith fawr ar gynhyrchu pŵer celloedd solar. Pan fydd golau'r haul yn taro'n fertigol ar wyneb y gell solar, gall y gell ffotofoltäig amsugno'r mwyaf o ynni golau, ac felly'r cynhyrchiad pŵer uchaf; a phan fydd golau'r haul yn oblique, bydd rhan o'r golau yn cael ei adlewyrchu, mae'r ynni golau sy'n cael ei amsugno gan y batri yn cael ei leihau, ac mae'r cynhyrchiad pŵer yn cael ei leihau'n gyfatebol.
Er mwyn sicrhau'r effeithlonrwydd cynhyrchu pŵer mwyaf posibl yn y celloedd, mae llawer o systemau solar wedi'u cyfarparu â dyfeisiau olrhain haul sy'n addasu ongl y celloedd PV yn awtomatig yn ôl safle'r haul i gynnal yr ongl digwyddiad gorau posibl. Mae'r dechnoleg hon wedi bod yn effeithiol wrth gynyddu cynhyrchiad pŵer cyffredinol celloedd PV.
3. Effaith hyd golau ar gynhyrchu pŵer
Mae hyd golau hefyd yn ffactor pwysig sy'n effeithio ar gynhyrchu pŵer celloedd solar. Po hiraf yw'r oriau golau mewn diwrnod, y mwyaf o gyfanswm trydan y gall cell solar ei gynhyrchu. Dyma pam, ar ledredau uchel, mae celloedd solar yn cynhyrchu cymharol lai o drydan oherwydd oriau golau byr yn y gaeaf, tra mewn ardaloedd ag oriau golau hir, mae faint o drydan a gynhyrchir drwy gydol y flwyddyn yn uwch.
Yn ogystal â hyn, mae newidiadau tymhorol hefyd yn effeithio ar yr oriau golau. Er enghraifft, yn yr haf, pan fydd y dyddiau'n hirach, mae celloedd solar yn gallu cynhyrchu trydan am gyfnod hirach o amser; ond yn y gaeaf, pan fydd y dyddiau'n fyrrach, bydd yr amser a chyfanswm y trydan a gynhyrchir yn lleihau'n naturiol.
4. Amodau hinsoddol a pherfformiad ffotofoltäig
Yn yr un modd, gall amodau hinsoddol gael effaith sylweddol ar y pŵer a gynhyrchir gan gelloedd solar. O dan amodau cymylog a niwlog, mae pelydrau'r haul yn cael eu rhwystro gan gymylau neu ronynnau crog, gan arwain at ostyngiad yn faint o ynni golau a dderbynnir gan y gell PV, a bydd y pŵer a gynhyrchir yn cael ei leihau'n sylweddol. Yn ogystal, gall glaw ac eira hefyd effeithio ar amsugno golau gan baneli PV, gan leihau perfformiad cynhyrchu pŵer y celloedd.
Yn ddiddorol, nid yw perfformiad celloedd PV yn dibynnu ar gryfder golau'r haul yn unig, weithiau efallai na fydd golau haul rhy gryf yn beth da. Er enghraifft, mae effeithlonrwydd cynhyrchu pŵer celloedd solar yn tueddu i ostwng o dan amodau tymheredd uchel oherwydd bod y tymheredd uwch yn cynyddu'r gwrthiant y tu mewn i'r gell, sy'n arwain at gynhyrchu pŵer is. Dyma pam, mewn rhai ardaloedd, mae pobl yn cadw eu modiwlau PV yn oerach trwy ddefnyddio systemau oeri i gynyddu eu heffeithlonrwydd cynhyrchu pŵer.
5. Effaith cyfansoddiad sbectrol
Mae golau haul yn cynnwys ffotonau o donfeddi gwahanol, a elwir yn sbectrwm. Mae celloedd solar yn amsugno tonfeddi gwahanol o olau yn wahanol, a gall amrywiadau yng nghyfansoddiad sbectrol hefyd gael effaith ar y pŵer a gynhyrchir gan gelloedd solar. Yn gyffredinol, mae gan gelloedd PV yr effeithlonrwydd amsugno uchaf ar gyfer golau gweladwy ac amsugno cymharol isel ar gyfer golau uwchfioled ac is-goch. Felly, mae perfformiad cynhyrchu pŵer celloedd PV yn well pan fo mwy o gydran golau gweladwy yn y sbectrwm.
Pan fydd yr awyr yn gymylog, neu yn gynnar yn y bore a gyda'r nos, mae sbectrwm golau'r haul yn newid, gyda gostyngiad yn y gydran weladwy a chynnydd yn y gydran is-goch, ac mae effeithlonrwydd cynhyrchu pŵer y gell PV yn lleihau yn yr achos hwn hefyd. Er mwyn gwella ymateb sbectrol celloedd ffotofoltäig, mae rhywfaint o ymchwil wedi'i neilltuo i ddatblygu deunyddiau sy'n gallu amsugno ystod ehangach o sbectrwm yr haul, fel chalcogenidau, sydd wedi dangos priodweddau amsugno golau gwell o dan amodau labordy.
6. Safon Prawf AM 1.5 G
Wrth brofi celloedd ffotofoltäig, mae'n gyffredin defnyddio AM 1.5 G fel y cyflwr sbectrol safonol. Mae AM yn sefyll am Air Mass, ac mae AM 1.5 yn golygu bod llwybr pelydrau'r haul trwy'r atmosffer unwaith a hanner yn hirach na llwybr fertigol uniongyrchol yr haul trwy'r atmosffer. Mae AM 1.5 G yn safon a ddefnyddir yn helaeth ledled y byd ac mae'n cynrychioli cyflwr sbectrol pelydrau'r haul yn pasio trwy'r atmosffer ac ar wyneb y ddaear ar ddiwrnod clir, sy'n cyfateb i ddwyster golau o tua 1000 W/m². Mae AM 1.5 G yn safon a ddefnyddir yn fyd-eang sy'n cynrychioli'r amodau sbectrol a gynhyrchir gan olau yn pasio trwy'r atmosffer ac ar wyneb y Ddaear ar ddiwrnod clir, ac mae'n cyfateb i ddwyster golau o tua 1000 W/m² a dwyster goleuol o tua 100,000 Lux.
Mae defnyddio AM 1.5 G yn sicrhau bod yr amodau prawf yn y labordy mor agos â phosibl i'r amodau gwirioneddol er mwyn asesu perfformiad y celloedd solar yn gywir mewn amgylcheddau bob dydd.
7. Safonau a dwyster golau dan do
Mae safonau cenedlaethol hefyd ar gyfer dwyster golau dan do. Er enghraifft, yn ôl safonau cenedlaethol perthnasol Tsieina (e.e., Safon Dylunio Goleuadau Adeiladau GB 50033-2013), mae gan fannau dan do at wahanol ddibenion ofynion golau gwahanol. Yn gyffredinol, dylai'r lefel goleuo ar gyfer amgylchedd swyddfa gyffredin fod tua 300-500 Lux, tra bod y safon goleuo ar gyfer ystafell ddosbarth ysgol yn uwch, fel arfer uwchlaw 500 Lux.
Ar gyfer dwyster golau dan do fesul metr sgwâr, pan gaiff ei drawsnewid yn bŵer, mae fel arfer rhwng 5-15 W/m², yn dibynnu ar y math gwirioneddol o ffynhonnell golau ac effeithlonrwydd golau. Mae'r dwyster golau hwn ymhell islaw'r safon ar gyfer golau haul awyr agored, ond mae'n ddigonol ar gyfer gweithgareddau dyddiol a goleuadau dan do.
8. Ffactorau amgylcheddol sy'n effeithio ar amodau golau
Yn ogystal â'r ffactorau a grybwyllir uchod, gall cysgodi gan lygryddion fel llwch, baw adar, dail, ac ati hefyd effeithio ar amodau golau'r celloedd PV, gan leihau'r pŵer a gynhyrchir. Bydd y rhwystrau hyn yn atal rhan o olau'r haul rhag cyrraedd wyneb y gell ffotofoltäig, gan ffurfio'r hyn a elwir yn "effaith man poeth", hynny yw, mae tymheredd y gell sydd wedi'i blocio yn cynyddu, nid yn unig yn lleihau'r effeithlonrwydd, ond gall hefyd achosi niwed i'r gell.
I atal hyn, mae angen glanhau celloedd PV yn rheolaidd i sicrhau bod yr wyneb yn aros yn lân ac i amsugno golau i'r eithaf. Ar gyfer rhai ardaloedd sydd wedi'u lleoli mewn ardaloedd â llawer o dywod a llwch neu weithgarwch adar yn aml, mae gosod haen hunan-lanhau neu sefydlu system lanhau ill dau yn atebion mwy effeithiol.
9. Crynodeb
Mae amodau golau yn un o'r ffactorau allweddol wrth bennu'r pŵer a gynhyrchir gan gelloedd solar. Mae dwyster golau, ongl digwyddiad, hyd y golau, amodau hinsoddol a chyfansoddiad sbectrol i gyd yn cael effaith sylweddol ar berfformiad cynhyrchu pŵer celloedd PV. Er mwyn cynyddu faint o bŵer a gynhyrchir gan gelloedd solar i'r eithaf, mae angen i ni ystyried yr amodau goleuo hyn a dylunio a chynnal y system PV yn briodol, fel gosod olrheinydd haul, glanhau'r paneli'n rheolaidd, a chynnal y tymheredd gweithredu priodol.
Drwy optimeiddio dyluniad a chymhwysiad celloedd PV yn barhaus, gallwn wneud defnydd mwy effeithlon o ynni solar a chyfrannu'n gadarnhaol at sicrhau mynediad cyffredinol at ynni glân a lleihau allyriadau carbon.
