Վերականգնվող էներգիայի տարածմանը զուգընթաց, արևային մարտկոցները աստիճանաբար դարձել են կանաչ էներգիայի ամենակարևոր աղբյուրներից մեկը։ Այնուամենայնիվ, շատերը կարող են չգիտակցել, որ արևային մարտկոցների էներգիայի արտադրության արդյունավետության և էներգիայի արտադրության վրա ազդում են մի շարք գործոններ, որոնցից ամենակարևորը լուսավորության պայմաններն են։ Այսպիսով, ինչպե՞ս են լուսավորության պայմանները ազդում արևային մարտկոցների կողմից արտադրվող էներգիայի վրա։ Այսօր մենք կտարածենք այս թեման։
1. լույսի ինտենսիվություն և էներգիայի արտադրություն
Լույսի ինտենսիվությունը, պարզ ասած, արևի լույսի ճառագայթման հզորությունն է մակերեսի միավորի վրա: Արեգակնային մարտկոցների դեպքում, որքան բարձր է լույսի ինտենսիվությունը, այնքան շատ էներգիա է ստանում արեգակնային մարտկոցը, այնքան բարձր է դրա ելքային հզորությունը: Հետևաբար, արևոտ օրերին՝ ուժեղ արևի լույսով, արեգակնային մարտկոցների կողմից արտադրվող հզորությունը սովորաբար ավելի բարձր է:
Ֆոտովոլտային մարտկոցի էներգիայի արտադրության հզորությունը սովորաբար չափվում է ստանդարտ փորձարկման պայմաններում՝ 1000 Վտ/մ² լույսի ինտենսիվությամբ, որը լաբորատորիաներում արևոտ օրվա լույսը մոդելավորելու համար օգտագործվող ստանդարտ արժեքն է: Երբ լույսի ինտենսիվությունը մեծանում է, արևային մարտկոցում ֆոտովոլտային հոսանքը մեծանում է, ինչն էլ իր հերթին մեծացնում է ելքային հզորությունը. ընդհակառակը, եթե լույսի ինտենսիվությունը նվազում է, օրինակ՝ ամպամած օրերին կամ մայրամուտի ժամերին, մարտկոցի կողմից արտադրվող հզորությունը զգալիորեն նվազում է:
Լույսի ինտենսիվությունը օրվա ընթացքում փոխվում է։ Վաղ առավոտից սկսած՝ արևը աստիճանաբար ծագում է, լույսի ինտենսիվությունը նույնպես աստիճանաբար աճում է, կեսօրին լույսի ինտենսիվությունը հասնում է իր ամենաբարձր արժեքին, կեսօրին, երբ արևը աստիճանաբար մայր է մտնում արևմուտք, լույսի ինտենսիվությունը աստիճանաբար թուլանում է, մինչև մայրամուտը լիովին անհետանում է։ Արևի լույսի ինտենսիվության այս փոփոխությունը անմիջականորեն ազդում է արևային մարտկոցների օրական արտադրության վրա։
2. Լույսի անկյուն և էներգիայի արտադրության արդյունավետություն
Լույսի անկյունը նույնպես մեծ ազդեցություն կունենա արևային մարտկոցների էներգիայի արտադրության վրա: Երբ արևի լույսը ուղղահայաց ընկնում է արևային մարտկոցի մակերեսին, ֆոտովոլտային մարտկոցը կարող է կլանել լուսային էներգիայի ամենամեծ մասը, և, հետևաբար, ապահովել ամենաբարձր էլեկտրաէներգիայի արտադրությունը, իսկ երբ արևի լույսը թեք է, լույսի մի մասը կանդրադառնա, մարտկոցի կողմից կլանված լույսի էներգիան կնվազի, և համապատասխանաբար կնվազի էլեկտրաէներգիայի արտադրությունը:
Բջիջների էներգիայի արտադրության արդյունավետությունը մեծացնելու համար շատ արևային համակարգեր հագեցած են արևի հետևման սարքերով, որոնք ավտոմատ կերպով կարգավորում են ֆոտովոլտային բջիջների անկյունը՝ համաձայն արևի դիրքի՝ օպտիմալ անկման անկյունը պահպանելու համար: Այս տեխնոլոգիան արդյունավետ է եղել ֆոտովոլտային բջիջների ընդհանուր էներգիայի արտադրությունը մեծացնելու համար:
3. Լույսի տևողության ազդեցությունը էներգիայի արտադրության վրա
Լույսի տևողությունը նույնպես կարևոր գործոն է, որը ազդում է արևային մարտկոցների էներգիայի արտադրության վրա: Որքան երկար են լույսի ժամերը օրվա ընթացքում, այնքան ավելի շատ ընդհանուր էլեկտրաէներգիա կարող է արտադրել արևային մարտկոցը: Ահա թե ինչու բարձր լայնություններում արևային մարտկոցները համեմատաբար ավելի քիչ էլեկտրաէներգիա են արտադրում ձմեռային կարճ լուսավորության ժամերի պատճառով, մինչդեռ երկար լուսավորության ժամեր ունեցող տարածքներում տարվա ընթացքում արտադրվող էլեկտրաէներգիայի քանակը ավելի մեծ է:
Բացի այդ, սեզոնային փոփոխությունները նույնպես ազդում են լուսավորության ժամերի վրա։ Օրինակ՝ ամռանը, երբ օրերն ավելի երկար են, արևային մարտկոցները կարողանում են էլեկտրաէներգիա արտադրել ավելի երկար ժամանակահատվածում, մինչդեռ ձմռանը, երբ օրերն ավելի կարճ են, արտադրված էլեկտրաէներգիայի ժամանակը և ընդհանուր քանակը բնականաբար կնվազեն։
4. Կլիմայական պայմաններ և ֆոտովոլտային էներգիայի արդյունավետություն
Կլիմայական պայմանները նույնպես կարող են զգալի ազդեցություն ունենալ արևային մարտկոցների կողմից արտադրվող էներգիայի վրա: Մշուշոտ և մշուշոտ պայմաններում արևի ճառագայթները փակվում են ամպերի կամ կախված մասնիկների կողմից, ինչը հանգեցնում է ֆոտովոլտային մարտկոցի կողմից ստացվող լույսի էներգիայի քանակի նվազմանը, և արտադրվող էներգիան զգալիորեն կնվազի: Բացի այդ, անձրևն ու ձյունը նույնպես կարող են ազդել ֆոտովոլտային վահանակների կողմից լույսի կլանման վրա՝ նվազեցնելով մարտկոցների էներգիայի արտադրության արդյունավետությունը:
Հետաքրքիր է, որ ֆոտովոլտային մարտկոցների աշխատանքը կախված չէ միայն արևի լույսի ուժգնությունից, երբեմն չափազանց ուժեղ արևի լույսը կարող է լավ բան չլինել: Օրինակ, արևային մարտկոցների էներգիայի արտադրության արդյունավետությունը հակված է նվազել բարձր ջերմաստիճանի պայմաններում, քանի որ բարձր ջերմաստիճանը մեծացնում է բջիջի ներսում դիմադրությունը, ինչը հանգեցնում է էներգիայի արտադրության նվազմանը: Ահա թե ինչու որոշ տարածքներում մարդիկ իրենց ֆոտովոլտային մոդուլները պահում են ավելի զով վիճակում՝ օգտագործելով սառեցման համակարգեր՝ էներգիայի արտադրության արդյունավետությունը բարձրացնելու համար:
5. Սպեկտրալ կազմի ազդեցությունը
Արևի լույսը բաղկացած է տարբեր ալիքի երկարությունների ֆոտոններից, որոնք հայտնի են որպես սպեկտր: Արևային մարտկոցները տարբեր կերպ են կլանում լույսի տարբեր ալիքի երկարությունները, և սպեկտրային կազմի տատանումները նույնպես կարող են ազդել արևային մարտկոցների կողմից արտադրվող էներգիայի վրա: Ընդհանուր առմամբ, ֆոտովոլտային մարտկոցներն ունեն տեսանելի լույսի ամենաբարձր կլանման արդյունավետությունը և համեմատաբար ցածր կլանում՝ ուլտրամանուշակագույն և ինֆրակարմիր լույսի համար: Հետևաբար, ֆոտովոլտային մարտկոցների էներգիայի արտադրության արդյունավետությունն ավելի լավ է, երբ սպեկտրում կա ավելի շատ տեսանելի լույսի բաղադրիչ:
Երբ երկինքը ամպամած է, կամ վաղ առավոտյան և երեկոյան, արևի լույսի սպեկտրը փոխվում է՝ տեսանելի բաղադրիչի նվազման և ինֆրակարմիր բաղադրիչի աճի հետ մեկտեղ, և այս դեպքում ֆոտովոլտային մարտկոցի էներգիայի արտադրության արդյունավետությունը նույնպես նվազում է: Ֆոտովոլտային մարտկոցների սպեկտրային արձագանքը բարելավելու համար որոշ հետազոտություններ նվիրված են արևի սպեկտրի ավելի լայն տիրույթ կլանելու ունակ նյութերի մշակմանը, ինչպիսիք են քաղկոգենիդները, որոնք լաբորատոր պայմաններում ցույց են տվել լույսը կլանելու ավելի լավ հատկություններ:
6. AM 1.5 G թեստային ստանդարտ
Ֆոտովոլտային մարտկոցների փորձարկման ժամանակ որպես ստանդարտ սպեկտրալ պայման սովորաբար օգտագործվում է AM 1.5 G-ն: AM-ը նշանակում է օդային զանգված, իսկ AM 1.5-ը նշանակում է, որ արևի ճառագայթների մթնոլորտով անցնելու ուղին մեկուկես անգամ ավելի երկար է, քան արևի ուղիղ ուղղահայաց ուղին մթնոլորտով: AM 1.5 G-ն ամբողջ աշխարհում լայնորեն օգտագործվող ստանդարտ է և ներկայացնում է արևի ճառագայթների սպեկտրալ վիճակը մթնոլորտով և երկրի մակերևույթով պարզ օրը, որը համապատասխանում է մոտ 1000 Վտ/մ² լույսի ինտենսիվությանը: AM 1.5 G-ն ամբողջ աշխարհում օգտագործվող ստանդարտ է, որը ներկայացնում է լույսի մթնոլորտով և Երկրի մակերևույթով անցնելու արդյունքում առաջացած սպեկտրալ պայմանները պարզ օրը և համապատասխանում է մոտավորապես 1000 Վտ/մ² լույսի ինտենսիվությանը և մոտավորապես 100,000 լյուքս լուսային ինտենսիվությանը:
AM 1.5 G-ի կիրառումը ապահովում է, որ լաբորատորիայում փորձարկման պայմանները հնարավորինս մոտ լինեն իրական պայմաններին, որպեսզի ճշգրիտ գնահատվի արևային մարտկոցների աշխատանքը առօրյա միջավայրերում։
7. Ներքին լուսավորության չափանիշներ և ինտենսիվություն
Կան նաև ներքին լուսավորության ինտենսիվության ազգային ստանդարտներ: Օրինակ, Չինաստանի համապատասխան ազգային ստանդարտների համաձայն (օրինակ՝ Շենքերի լուսավորության նախագծման ստանդարտ GB 50033-2013), տարբեր նպատակներով նախատեսված ներքին տարածքներն ունեն լուսավորության տարբեր պահանջներ: Ընդհանուր առմամբ, սովորական գրասենյակային միջավայրի լուսավորության մակարդակը պետք է լինի մոտ 300-500 լյուքս, մինչդեռ դպրոցի դասարանի լուսավորության ստանդարտն ավելի բարձր է, սովորաբար՝ 500 լյուքսից բարձր:
Տան ներսում լույսի ինտենսիվությունը մեկ քառակուսի մետրի համար, երբ այն վերածվում է հզորության, սովորաբար կազմում է 5-15 Վտ/մ², կախված լույսի աղբյուրի իրական տեսակից և լույսի արդյունավետությունից: Այս լույսի ինտենսիվությունը շատ ավելի ցածր է դրսի արևի լույսի ստանդարտից, բայց բավարար է ամենօրյա գործունեության և ներսի լուսավորության համար:
8. Լույսի պայմաններին ազդող շրջակա միջավայրի գործոններ
Բացի վերը նշված գործոններից, աղտոտող նյութերի, ինչպիսիք են փոշին, թռչունների կղանքը, տերևները և այլն, ստվերը նույնպես կարող է ազդել ֆոտովոլտային մարտկոցների լուսավորության պայմանների վրա, այդպիսով նվազեցնելով արտադրվող էներգիան: Այս խոչընդոտները կխանգարեն արևի լույսի մի մասին հասնել ֆոտովոլտային մարտկոցի մակերեսին, ձևավորելով այսպես կոչված «տաք կետի էֆեկտ», այսինքն՝ խցանված մարտկոցի ջերմաստիճանը բարձրանում է, ոչ միայն նվազեցնում է արդյունավետությունը, այլև կարող է վնաս հասցնել մարտկոցին:
Սա կանխելու համար ֆոտովոլտային մարտկոցները պետք է պարբերաբար մաքրվեն՝ մակերեսը մաքուր մնալու և լույսի կլանումը մեծացնելու համար: Որոշ տարածքների համար, որոնք գտնվում են ավազի և փոշու մեծ քանակություն ունեցող կամ թռչունների հաճախակի ակտիվություն ունեցող տարածքներում, ինքնամաքրվող ծածկույթի տեղադրումը կամ մաքրման համակարգի տեղադրումն ավելի արդյունավետ լուծումներ են:
9. Ամփոփում
Լուսավորության պայմանները արևային մարտկոցների կողմից արտադրվող էներգիայի որոշման հիմնական գործոններից մեկն են: Լույսի ինտենսիվությունը, անկման անկյունը, լույսի տևողությունը, կլիմայական պայմանները և սպեկտրալ կազմը, բոլորը զգալի ազդեցություն ունեն ֆոտովոլտային մարտկոցների էներգիայի արտադրության արդյունավետության վրա: Արևային մարտկոցների կողմից արտադրվող էներգիայի քանակը մեծացնելու համար մենք պետք է հաշվի առնենք այս լուսավորության պայմանները և համապատասխանաբար նախագծենք ու պահպանենք ֆոտովոլտային համակարգը, օրինակ՝ տեղադրենք արևի հետևորդ, պարբերաբար մաքրենք վահանակները և պահպանենք համապատասխան աշխատանքային ջերմաստիճանը:
Ֆոտովոլտային մարտկոցների նախագծման և կիրառման անընդհատ օպտիմալացման միջոցով մենք կարող ենք ավելի արդյունավետ օգտագործել արևային էներգիան և դրականորեն նպաստել մաքուր էներգիայի համընդհանուր հասանելիության ապահովմանը և ածխածնի արտանետումների կրճատմանը։
