Solarzellen sinn net-mechanesch Apparater, déi Hallefleeder benotzen, fir Sonneliicht direkt duerch de photovoltaeschen Effekt an Elektrizitéit ëmzewandelen. Intuitiv kéinte Leit mengen, datt Solarzellen ënner intensivem Sonneliicht gutt gedeien, awer ass dat wierklech de Fall?
D'Mënschheet benotzt Sonnenenergie zënter laangem, mat dräi Haaptméiglechkeeten fir se ëmzewandelen: photovoltaesch Konversioun, photothermesch Konversioun a photochemesch Konversioun. Photovoltaesch (PV) Energieerzeugung, déi Sonneliicht an Elektrizitéit ëmwandelt, ass eng vun den effizientesten Uwendungen vu Sonnenenergie.
De photovoltaeschen Effekt gouf fir d'éischt am Joer 1839 vum franséische Wëssenschaftler Edmond Becquerel observéiert, an et bezitt sech op d'Generéierung vun engem elektresche Potenzial, wann Liicht op en Hallefleeder trëfft. Spéider huet den Einstein dësen Effekt mat der Quantetheorie vum Liicht erkläert, déi him 1921 den Nobelpräis fir Physik abruecht huet.
Am Géigesaz zum photoelektreschen Effekt, deen optrieden, wann Liicht op en eenzege Leeder trëfft, geschitt de photovoltaeschen Effekt op der Grenz tëscht zwou Hallefleederplacken. Wann dës Grenz duerch en Drot verbonnen ass, erstellt se en elektrescht Feld, wouduerch de Stroum fléisse kann.
Also, wéi verwandele Solarzellen Sonneliicht an Elektrizitéit? Sonneliicht ass e breet Spektrum vun elektromagnetescher Stralung. Wann et op eng Solarzell trëfft, kann d'Stralung reflektéiert, absorbéiert oder duerchgeliwwert ginn. Nëmmen absorbéiert Stralung gëtt an elektresch Energie ëmgewandelt.
Fir Halbleiter op Siliziumbasis ass eng Energie vun 1,11 Elektronvolt (eV) néideg, fir en Elektron vu sengem Atom lasszeschloen. Nëmme Photone mat enger Energie, déi méi grouss ass wéi dëse Schwellwäert, kënnen Elektrizitéit generéieren. Iwwerschësseg Energie vu Photone mat méi héijer Energie geet awer als Hëtzt verluer, wat zur Erhëtzung vum Solarpanel bäidréit, wat seng Temperatur iwwer d'Ëmgéigendloft erhiewe kann.
Am Géigesaz zu der allgemenger Meenung léiwer Solarzellen op Siliziumbasis tatsächlech méi kill Ëmfeld, och wann se nach ëmmer Sonneliicht brauchen. Wann d'Temperaturen eropgoen, produzéieren d'Solarpanneauen manner Energie, obwuel se déiselwecht Quantitéit u Sonneliicht kréien.
Héich Temperaturen reduzéieren haaptsächlech d'Open-Circuit-Spannung (d'Spannung wann kee Stroum fléisst), obwuel de Kuerzschlussstroum (de Stroum wann d'Zell kuerzgeschloss ass) relativ stabil bleift. Dëst bedeit datt méi héich Temperaturen zu enger méi niddreger Effizienz an enger reduzéierter Ausgangsleistung féieren.
Solarzellen ginn typescherweis bei enger Standardtemperatur vun 25°C (77°F) getest. Wann d'Temperatur vum Panel 60°C (140°F) oder méi héich erreecht, fällt seng Leeschtung däitlech. Fir all Grad Temperaturerhéijung klëmmt de Kuerzschlussstroum nëmmen ëm 0,04%, während d'Terminspannung ëm 0,4% erofgeet.
Och wann d'Effizienz am Summer erofgeet, féiert déi vill Sonneliicht an dëser Joreszäit ëmmer nach zu enger méi héijer Gesamtenergieproduktioun am Verglach mat aneren Joreszäiten.
Wéi ee Solarpanneauen ofkille kann
Wéi aner elektronesch Apparater funktionéieren Solarpanneauen besser bei méi kalen Temperaturen. Well se fir Energie op Sonneliicht anstatt op Hëtzt ugewisen sinn, funktionéiere se am beschten a hellen, awer killen Konditiounen.
Fir Solarpanneauen am Summer ofzekillen, solle mir e Schiet opstellen? Natierlech net! D'Sonneliicht ze blockéieren géif den Zweck vun engem Solarpanneau ongëlteg maachen. Wéi wier et mat der Uwendung vu Sonneschutzmëttel? Nee, d'Uwendung vu physikalesche Barrièren géif d'Liichtabsorptioun reduzéieren, a chemesch Methode géifen net hëllefen, d'Temperatur ze senken.
Fir Solarpanneauen um Daach ass natierlech Belëftung eng effektiv an ekonomesch Method fir se ofzekillen. D'Installatioun vun de Panneauen mat enger Spalt tëscht hinnen an dem Daach erlaabt d'Loft ze zirkuléieren an d'Paneele ofzekillen. Et ass awer wichteg, Blieder a Dreck aus der Spalt eraus ze halen, fir de Loftstroum ze garantéieren an Iwwerhëtzung ze vermeiden.
Fuerscher hunn och verschidde Killmethoden ënnersicht fir d'Effizienz vu Solarpanneauen ze verbesseren. Nieft der natierlecher Belëftung goufen och gezwongen Loftkillung a photovoltaesch-thermesch Killung (PVT) exploréiert, déi wäertvoll Ablécker fir d'Senkung vun de Paneltemperaturen an d'Erhéijung vun der Energieleistung bidden.
Wärend Solarzellen, d'Gesandte vun der propperer Energie, weider an eist Liewen integréieren, bréngen si eng nei Well vu CO2-arme, ëmweltfrëndleche Léisunge mat sech.
