Energia berriztagarrien hedapenarekin, eguzki-zelulak pixkanaka energia berdearen iturri garrantzitsuenetako bat bihurtu dira. Hala ere, jende askok ez daki eguzki-zelulen energia-sorkuntzaren eraginkortasuna eta energia-sorkuntza hainbat faktoreren eraginpean daudela, eta horien artean garrantzitsuena argi-baldintzak direla. Beraz, nola eragiten dute argi-baldintzek eguzki-zelulek sortutako energian? Gaur, gai hau ezagutaraziko dugu.
1. argi-intentsitatea eta energia-sorkuntza
Argi-intentsitatea, laburbilduz, eguzki-argiaren azalera-unitateko erradiazio-potentzia da. Eguzki-zelulen kasuan, zenbat eta argi-intentsitate handiagoa izan, orduan eta energia gehiago jasoko du eguzki-zelulak, orduan eta handiagoa izango da bere irteera-potentzia. Beraz, eguzki-argia indartsu dagoen egun eguzkitsuetan, eguzki-zelulek sortutako potentzia handiagoa izan ohi da.
Zelula fotovoltaiko baten energia sortzeko ahalmena normalean baldintza estandarretan neurtzen da, 1000 W/m²-ko argi-intentsitatearekin, hau da, laborategietan egun eguzkitsu baten argia simulatzeko erabiltzen den balio estandarra. Argi-intentsitatea handitzen denean, eguzki-zelularen korronte fotovoltaikoa handitzen da, eta horrek, aldi berean, irteera-potentzia handitzen du; alderantziz, argi-intentsitatea gutxitzen bada, adibidez, egun lainotsuetan edo ilunabarreko orduetan, zelulak sortutako potentzia nabarmen gutxitzen da.
Argi-intentsitatea egunean zehar aldatzen da. Goizaldean hasita, eguzkia pixkanaka irteten da, eta argi-intentsitatea ere pixkanaka handitzen da; eguerdian, argi-intentsitatea bere balio gorenera iristen da; arratsaldean, eguzkia mendebaldean pixkanaka sartzen den heinean, argi-intentsitatea pixkanaka ahultzen da, ilunabarra erabat desagertu arte. Eguzki-intentsitatearen aldaketa honek zuzenean eragiten dio eguneko eguzki-zelulen energia-sorkuntzari.
2. Argiaren angelua eta energia sortzeko eraginkortasuna
Argiaren angeluak ere eragin handia izango du eguzki-zelulen energia-sorkuntzan. Eguzki-argia bertikalki eragiten duenean eguzki-zelularen gainazalean, zelula fotovoltaikoak argi-energia gehien xurgatu dezake, eta, beraz, energia-sorkuntza handiena; eta eguzki-argia zeiharra denean, argiaren zati bat islatu egingo da, bateriak xurgatzen duen argi-energia murriztu egingo da, eta energia-sorkuntza horren arabera murriztuko da.
Zelulen energia sortzeko eraginkortasuna maximizatzeko, eguzki-sistema askok eguzkia jarraitzeko gailuekin hornituta daude, eta gailu horiek automatikoki doitzen dute PV zelulen angelua eguzkiaren posizioaren arabera, intzidentzia-angelu optimoa mantentzeko. Teknologia hau eraginkorra izan da PV zelulen energia sortzeko ekoizpen orokorra handitzeko.
3. Argiaren iraupenak energia sortzean duen eragina
Argiaren iraupena ere faktore garrantzitsua da eguzki-zelulen energia-sorkuntzan eragina duena. Zenbat eta argi-ordu gehiago izan egunean, orduan eta elektrizitate gehiago sor dezake eguzki-zelula batek guztira. Horregatik, latitude altuetan, eguzki-zelulek elektrizitate gutxiago sortzen dute neguan argi-ordu laburrak direla eta, eta argi-ordu luzeak dituzten eremuetan, berriz, urtean zehar sortutako elektrizitate kopurua handiagoa da.
Horrez gain, urtaroen aldaketek argi-orduetan ere eragina dute. Adibidez, udan, egunak luzeagoak direnean, eguzki-zelulek elektrizitatea denbora luzeagoan sortzeko gai dira; neguan, berriz, egunak laburragoak direnean, sortutako elektrizitate-denbora eta kopuru osoa naturalki gutxituko dira.
4. Klima-baldintzak eta errendimendu fotovoltaikoa
Klima-baldintzek ere eragin handia izan dezakete eguzki-zelulek sortutako energian. Laino eta hodei-baldintzetan, eguzki-izpiak hodeiek edo esekidura-partikulek blokeatzen dituzte, eta horrek zelula fotovoltaikoak jasotzen duen argi-energiaren kopurua murriztea dakar, eta sortutako energia nabarmen murriztuko da. Horrez gain, euriak eta elurrak panel fotovoltaikoek argia xurgatzen dutenean ere eragina izan dezakete, zelulen energia sortzeko errendimendua murriztuz.
Interesgarria da, PV zelulen errendimendua ez dagoela eguzki-argiaren indarraren araberakoa soilik, batzuetan eguzki-argia indartsuegia izatea ez da gauza ona izaten. Adibidez, eguzki-zelulen energia sortzeko eraginkortasuna gutxitu egiten da tenperatura altuetan, tenperatura igotzeak zelularen barruko erresistentzia handitzen duelako, eta horrek energia sortzeko joera txikiagoa dakar. Horregatik, eremu batzuetan, jendeak PV moduluak freskoago mantentzen ditu hozte-sistemak erabiliz energia sortzeko eraginkortasuna handitzeko.
5. Espektro-konposizioaren eragina
Eguzki-argia uhin-luzera desberdinetako fotoiez osatuta dago, espektro bezala ezagutzen dena. Eguzki-zelulek argiaren uhin-luzera desberdinak modu ezberdinean xurgatzen dituzte, eta espektro-konposizioaren aldaketek ere eragina izan dezakete eguzki-zelulek sortutako potentzian. Oro har, PV zelulek xurgapen-eraginkortasun handiena dute argi ikusgaiarentzat eta xurgapen nahiko baxua argi ultramore eta infragorriarentzat. Beraz, PV zelulen energia sortzeko errendimendua hobea da espektroan argi ikusgaiaren osagai gehiago dagoenean.
Zerua lainotuta dagoenean, edo goizaldean eta arratsaldean, eguzki-argiaren espektroa aldatu egiten da, osagai ikusgaia gutxituz eta infragorriaren osagaia handituz, eta kasu honetan ere zelula fotovoltaikoaren energia sortzeko eraginkortasuna gutxitzen da. Zelula fotovoltaikoen erantzun espektrala hobetzeko, ikerketa batzuk eguzki-espektroaren gama zabalagoa xurgatzeko gai diren materialak garatzera bideratu dira, hala nola kalkogenuroak, zeinek laborategiko baldintzetan argia xurgatzeko propietate hobeak erakutsi dituzten.
6. AM 1.5 G proba estandarra
Zelula fotovoltaikoen probetan, ohikoa da AM 1.5 G erabiltzea espektro-baldintza estandar gisa. AM Aire Masa esan nahi du, eta AM 1.5-k esan nahi du eguzki izpiek atmosferan zehar egiten duten bidea eguzkiak atmosferan zehar egiten duen bide bertikal zuzena baino aldiz eta erdi luzeagoa dela. AM 1.5 G mundu osoan erabiltzen den estandarra da eta egun argi batean atmosferatik eta Lurraren gainazalean igarotzen diren eguzki izpien espektro-baldintza adierazten du, eta 1000 W/m² inguruko argi-intentsitateari dagokio. AM 1.5 G mundu osoan erabiltzen den estandarra da, eta egun argi batean atmosferatik eta Lurraren gainazalera igarotzen den argiak sortutako espektro-baldintzak adierazten ditu, eta gutxi gorabehera 1000 W/m²-ko argi-intentsitateari eta gutxi gorabehera 100.000 Lux-eko argi-intentsitateari dagokio.
AM 1.5 G erabiltzeak laborategiko proba-baldintzak ahalik eta gehien hurbiltzen direla ziurtatzen du benetako baldintzetatik, eguzki-zelulen errendimendua eguneroko inguruneetan zehatz-mehatz ebaluatu ahal izateko.
7. Barruko argiztapenaren estandarrak eta intentsitatea
Barneko argi-intentsitateari buruzko estandar nazionalak ere badaude. Adibidez, Txinako estandar nazional garrantzitsuen arabera (adibidez, Eraikinen Argiztapen Diseinuko GB 50033-2013 Araua), helburu desberdinetarako barneko espazioek argi-eskakizun desberdinak dituzte. Oro har, bulego-ingurune arrunt baten argiztapen-maila 300-500 Lux ingurukoa izan beharko litzateke, eskola-gela baten argiztapen-estandarra, berriz, handiagoa da, normalean 500 Lux-etik gorakoa.
Barruko argi-intentsitatea metro karratuko potentzia bihurtzen denean, normalean 5-15 W/m² artekoa izaten da, argi-iturri motaren eta argi-eraginkortasunaren arabera. Argi-intentsitate hau kanpoko eguzki-argiaren estandarraren azpitik dago, baina nahikoa da eguneroko jardueretarako eta barruko argiztapenerako.
8. Argi-baldintzei eragiten dieten ingurumen-faktoreak
Goian aipatutako faktoreez gain, hautsak, hegaztien gorotzak, hostoak eta abarrek eragindako itzalak ere eragin dezake PV zelulen argi-baldintzetan, eta horrela sortutako potentzia murriztu. Oztopo hauek eguzki-argiaren zati bat zelula fotovoltaikoaren gainazalera iristea eragotziko dute, "puntu bero efektua" deritzona sortuz, hau da, blokeatutako zelularen tenperatura handitzen da, eraginkortasuna murrizteaz gain, zelulari kalteak ere eragin diezazkioke.
Hori ekiditeko, zelula fotovoltaikoak aldizka garbitu behar dira gainazala garbi mantentzeko eta argiaren xurgapena maximizatzeko. Harea eta hauts asko edo hegaztien jarduera maiz dagoen eremu batzuetan, autogarbiketa-estaldura bat instalatzea edo garbiketa-sistema bat ezartzea dira irtenbide eraginkorragoak.
9. Laburpena
Argi-baldintzak eguzki-zelulek sortutako energia zehazteko faktore gakoetako bat dira. Argi-intentsitateak, intzidentzia-angeluak, argiaren iraupenak, klima-baldintzek eta espektro-konposizioak eragin handia dute PV zelulen energia sortzeko errendimenduan. Eguzki-zelulek sortutako energia-kopurua maximizatzeko, argi-baldintza horiek kontuan hartu behar ditugu eta PV sistema behar bezala diseinatu eta mantendu, hala nola eguzki-jarraitzaile bat instalatuz, panelak aldizka garbituz eta funtzionamendu-tenperatura egokia mantenduz.
Zelula fotovoltaikoen diseinua eta aplikazioa etengabe optimizatuz, eguzki-energia eraginkorrago erabil dezakegu eta energia garbirako sarbide unibertsala lortzen eta karbono-isuriak murrizten lagun dezakegu positiboki.
