Kun la populariĝo de renovigebla energio, sunĉeloj iom post iom fariĝis unu el la plej gravaj fontoj de verda energio. Tamen, multaj homoj eble ne konscias, ke la efikeco de elektroproduktado kaj elektroproduktado de sunĉeloj estas influataj de diversaj faktoroj, el kiuj la plej grava estas la lumkondiĉoj. Do, kiel lumkondiĉoj influas la energion generitan de sunĉeloj? Hodiaŭ, ni popularigos ĉi tiun temon.
1. lumintenseco kaj elektroproduktado
Lumintenseco, simple dirite, estas la radianta potenco de sunlumo por unuo de areo. Por sunĉeloj, ju pli alta la lumintenseco, des pli da energio ricevas la sunĉelo, des pli alta ĝia elira potenco. Tial, en sunaj tagoj kun forta sunlumo, la potenco generita de sunĉeloj estas kutime pli alta.
La elektrogenera kapacito de fotovoltaeca ĉelo kutime mezuriĝas sub normaj testkondiĉoj je lumintenseco de 1000 W/m², kio estas la norma valoro uzata en laboratorioj por simuli sunan taglumon. Kiam la lumintenseco pliiĝas, la fotovoltaeca kurento en la sunĉelo pliiĝas, kio siavice pliigas la eligan potencon; inverse, se la lumintenseco malpliiĝas, ekzemple dum nubaj tagoj aŭ dum sunsubiraj horoj, la potenco generita de la ĉelo signife malpliiĝas.
La lumintenseco varias dum la tago. Komencante frumatene, la suno iom post iom leviĝas, la lumintenseco ankaŭ iom post iom pliiĝas; tagmeze, la lumintenseco atingas sian plej altan valoron; posttagmeze, dum la suno iom post iom subiras okcidenten, la lumintenseco iom post iom malfortiĝas ĝis la sunsubiro tute malaperas. Ĉi tiu ŝanĝo en la sunintenseco rekte influas la generadon de sunĉeloj en tago.
2. Lumperspektivo kaj efikeco de elektroproduktado
La angulo de lumo ankaŭ havos grandan efikon sur la energiproduktado de sunĉeloj. Kiam sunlumo vertikale trafas la surfacon de la sunĉelo, la fotovoltaika ĉelo povas absorbi la plej multe da lumenergio, kaj tiel la plej altan energiproduktadon; kaj kiam la sunlumo estas oblikva, parto de la lumo estos reflektita, la lumenergio absorbita de la baterio reduktiĝos, kaj la energiproduktado sekve reduktiĝos.
Por maksimumigi la efikecon de elektroproduktado de la ĉeloj, multaj sunsistemoj estas ekipitaj per sunspuraj aparatoj, kiuj aŭtomate adaptas la angulon de la PV-ĉeloj laŭ la pozicio de la suno por konservi la optimuman angulon de incidenco. Ĉi tiu teknologio efikis por pliigi la totalan elektroproduktadon de PV-ĉeloj.
3. La efiko de lumdaŭro sur elektroproduktado
Lumdaŭro ankaŭ estas grava faktoro, kiu influas la elektrogeneradon de sunĉeloj. Ju pli longaj estas la lumhoroj en tago, des pli da totala elektro sunĉelo povas generi. Tial ĉe altaj latitudoj, sunĉeloj generas relative malpli da elektro pro mallongaj vintraj lumhoroj, dum en areoj kun longaj lumhoroj, la kvanto da elektro generita dum la tuta jaro estas pli alta.
Krome, laŭsezonaj ŝanĝoj ankaŭ influas la lumhorojn. Ekzemple, somere, kiam la tagoj estas pli longaj, sunĉeloj kapablas generi elektron dum pli longa tempodaŭro; dum vintre, kiam la tagoj estas pli mallongaj, la tempo kaj la tuta kvanto de generita elektro nature malpliiĝos.
4. Klimataj kondiĉoj kaj fotovoltaika agado
Klimataj kondiĉoj simile povas havi signifan efikon sur la energion generitan de sunĉeloj. Sub nubaj kaj nebulaj kondiĉoj, la sunradioj estas blokitaj de nuboj aŭ ŝvebaj partikloj, kio kondukas al redukto de la kvanto da lumenergio ricevita de la FV-ĉelo, kaj la generita energio estos signife reduktita. Krome, pluvo kaj neĝo ankaŭ povas influi la sorbadon de lumo fare de FV-paneloj, reduktante la elektrogeneran rendimenton de la ĉeloj.
Interese, la rendimento de FV-ĉeloj ne nur dependas de la forto de la sunlumo, foje tro forta sunlumo eble ne estas bona afero. Ekzemple, la elektrogenera efikeco de sunĉeloj emas malpliiĝi sub altaj temperaturoj, ĉar la pliigita temperaturo pliigas la reziston ene de la ĉelo, kio kondukas al pli malalta elektrogenerado. Tial, en iuj regionoj, homoj tenas siajn FV-modulojn pli malvarmetaj per uzado de malvarmigaj sistemoj por pliigi sian elektrogeneran efikecon.
5. Efiko de spektra konsisto
Sunlumo konsistas el fotonoj de malsamaj ondolongoj, konataj kiel la spektro. Sunĉeloj sorbas malsamajn ondolongojn de lumo malsame, kaj varioj en spektra konsisto ankaŭ povas havi efikon sur la energion generitan de sunĉeloj. Ĝenerale, PV-ĉeloj havas la plej altan sorban efikecon por videbla lumo kaj relative malaltan absorbon por ultraviola kaj infraruĝa lumo. Tial, la elektrogenerada rendimento de PV-ĉeloj estas pli bona kiam estas pli da videbla lumkomponanto en la spektro.
Kiam la ĉielo estas nuba, aŭ frumatene kaj vespere, la spektro de sunlumo ŝanĝiĝas, kun malpliiĝo de la videbla komponanto kaj pliiĝo de la infraruĝa komponanto, kaj la elektrogenera efikeco de la FV-ĉelo malpliiĝas ankaŭ en ĉi tiu kazo. Por plibonigi la spektran respondon de fotovoltaecaj ĉeloj, iuj esploroj estis dediĉitaj al la disvolviĝo de materialoj kapablaj absorbi pli larĝan gamon de la suna spektro, kiel ekzemple kalkogenidoj, kiuj montris pli bonajn lum-absorbajn ecojn sub laboratoriaj kondiĉoj.
6. AM 1.5 G Testa Normo
En la testado de fotovoltaecaj ĉeloj, oni ofte uzas AM 1.5 G kiel la norman spektran kondiĉon. AM signifas Aermaso, kaj AM 1.5 signifas, ke la vojo de la sunradioj tra la atmosfero estas unu-kaj-duonfoje pli longa ol la rekta vertikala vojo de la suno tra la atmosfero. AM 1.5 G estas normo vaste uzata tutmonde kaj reprezentas la spektran kondiĉon de la sunradioj pasantaj tra la atmosfero kaj sur la tera surfaco en klara tago, kio respondas al lumintenseco de ĉirkaŭ 1000 W/m². AM 1.5 G estas tutmonde uzata normo, kiu reprezentas la spektrajn kondiĉojn produktitajn de lumo pasanta tra la atmosfero kaj sur la tera surfaco en klara tago, kaj respondas al lumintenseco de ĉirkaŭ 1000 W/m² kaj lumintenseco de ĉirkaŭ 100 000 Luksoj.
La uzo de AM 1.5 G certigas, ke la testkondiĉoj en la laboratorio estas kiel eble plej proksimaj al la faktaj kondiĉoj por precize taksi la rendimenton de la sunĉeloj en ĉiutagaj medioj.
7. Normoj kaj intenseco de endoma lumo
Ankaŭ ekzistas naciaj normoj pri endoma lumintenseco. Ekzemple, laŭ la koncernaj naciaj normoj de Ĉinio (ekz., Normo pri Konstrua Lumigado GB 50033-2013), endomaj spacoj por malsamaj celoj havas malsamajn lumpostulojn. Ĝenerale parolante, la lumnivelo por ordinara oficeja medio devus esti ĉirkaŭ 300-500 luksoj, dum la lumnormo por lerneja klasĉambro estas pli alta, kutime super 500 luksoj.
Por endoma lumintenseco po kvadrata metro, kiam konvertita al potenco, ĝi kutime estas inter 5-15 W/m², depende de la efektiva tipo de lumfonto kaj lumefikeco. Ĉi tiu lumintenseco estas multe sub la normo por ekstera sunlumo, sed sufiĉas por ĉiutagaj agadoj kaj endoma lumigado.
8. Mediaj faktoroj influantaj lumkondiĉojn
Aldone al la supre menciitaj faktoroj, ombriĝo per poluaĵoj kiel polvo, birdaj fekaĵoj, folioj, ktp., ankaŭ povas influi la lumkondiĉojn de la fotovoltaikaj ĉeloj, tiel reduktante la generitan potencon. Ĉi tiuj obstrukcoj malhelpos parton de la sunlumo atingi la surfacon de la fotovoltaika ĉelo, kio formas la tiel nomatan "varmpunktan efikon", tio estas, la temperaturo de la blokita ĉelo pliiĝas, ne nur reduktante la efikecon, sed ankaŭ povas kaŭzi damaĝon al la ĉelo.
Por malebligi tion, PV-ĉeloj devas esti purigitaj regule por certigi, ke la surfaco restu pura kaj por maksimumigi lumsorbadon. Por iuj areoj situantaj en lokoj kun multe da sablo kaj polvo aŭ ofta birda agado, instali mempurigan tegaĵon aŭ starigi purigsistemon estas ambaŭ pli efikaj solvoj.
9. Resumo
Lumkondiĉoj estas unu el la ŝlosilaj faktoroj por determini la potencon generitan de sunĉeloj. Lumintenseco, incida angulo, daŭro de lumo, klimataj kondiĉoj kaj spektra konsisto ĉiuj havas signifan efikon sur la elektrogeneran rendimenton de FV-ĉeloj. Por maksimumigi la kvanton da potenco generita de sunĉeloj, ni devas konsideri ĉi tiujn lumkondiĉojn kaj konvene desegni kaj prizorgi la FV-sistemon, ekzemple instalante sunspurilon, regule purigante la panelojn kaj konservante la ĝustan funkcian temperaturon.
Per kontinua optimumigo de la dezajno kaj apliko de PV-ĉeloj, ni povas pli efike uzi sunenergion kaj pozitive kontribui al atingado de universala aliro al pura energio kaj reduktado de karbonemisioj.
