Mat der Populariséierung vun erneierbaren Energien sinn Solarzellen no an no zu enger vun de wichtegsten Energiequellen ginn. Vill Leit si sech awer net bewosst, datt d'Effizienz vun der Energieerzeugung an d'Energieproduktioun vu Solarzellen vun enger Villzuel vu Faktoren beaflosst ginn, vun deenen de wichtegsten d'Liichtkonditiounen sinn. Wéi beaflossen d'Liichtkonditiounen also d'Energie, déi vu Solarzellen generéiert gëtt? Haut wäerte mir dëst Thema populariséieren.
1. Liichtintensitéit a Stroumproduktioun
D'Liichtintensitéit ass, einfach ausgedréckt, d'Stralungsleistung vum Sonneliicht pro Flächeneenheet. Fir Solarzellen, wat méi héich d'Liichtintensitéit ass, wat méi Energie d'Solarzell empfänkt, wat hir Ausgangsleistung méi héich ass. Dofir ass d'Leistung, déi vun de Solarzellen op sonnegen Deeg mat staarkem Sonneliicht generéiert gëtt, normalerweis méi héich.
D'Energieproduktiounskapazitéit vun enger Photovoltaikzell gëtt normalerweis ënner Standardtestbedingungen bei enger Liichtintensitéit vun 1000 W/m² gemooss, wat de Standardwäert ass, deen a Labore benotzt gëtt fir sonnegt Dagliicht ze simuléieren. Wann d'Liichtintensitéit eropgeet, klëmmt de Photovoltaikstroum an der Solarzell, wat dann d'Ausgangsleistung erhéicht; am Géigendeel, wann d'Liichtintensitéit erofgeet, zum Beispill un bewölkten Deeg oder wärend Sonnenënnergangsstonnen, hëlt d'Energie vun der Zell däitlech of.
D'Liichtintensitéit variéiert am Laf vum Dag. Vum fréie Moien un geet d'Sonn lues a lues op, an d'Liichtintensitéit klëmmt och lues a lues; mëttes erreecht d'Liichtintensitéit hiren héchste Wäert; nomëttes, wann d'Sonn lues a lues am Westen ënnergeet, gëtt d'Liichtintensitéit lues a lues méi schwaach, bis den Sonnenënnergang komplett verschwënnt. Dës Ännerung vun der Sonnenintensitéit beaflosst direkt d'Energieproduktioun vun de Solarzellen an engem Dag.
2. Liichtwénkel an Energieerzeugungseffizienz
De Liichtwénkel huet och e groussen Afloss op d'Energieproduktioun vu Solarzellen. Wann d'Sonneliicht vertikal op d'Uewerfläch vun der Solarzell fällt, kann d'Photovoltaikzell déi meescht Liichtenergie absorbéieren an domat déi héchst Energieproduktioun; a wann d'Sonneliicht schief ass, gëtt en Deel vum Liicht reflektéiert, d'Liichtenergie, déi vun der Batterie absorbéiert gëtt, gëtt reduzéiert an d'Energieproduktioun gëtt entspriechend reduzéiert.
Fir d'Effizienz vun der Energieerzeugung vun den Zellen ze maximéieren, si vill Solaranlagen mat Sonneverfolgungsgeräter ausgestatt, déi den Wénkel vun de PV-Zellen automatesch un d'Positioun vun der Sonn upassen, fir den optimalen Afallswénkel ze halen. Dës Technologie huet sech effektiv gewisen, fir d'Gesamtenergierzeugung vu PV-Zellen ze erhéijen.
3. Den Impakt vun der Liichtdauer op d'Energieproduktioun
D'Liichtdauer ass och e wichtege Faktor, deen d'Energieproduktioun vu Solarzellen beaflosst. Wat méi laang d'Liichtstonnen an engem Dag sinn, wat méi Stroum eng Solarzell am Ganzen generéiere kann. Dofir generéiere Solarzellen op héije Breedegraden relativ manner Stroum wéinst de kuerze Liichtstonnen am Wanter, während a Gebidder mat laange Liichtstonnen d'Quantitéit u Stroum, déi iwwer d'Joer produzéiert gëtt, méi héich ass.
Zousätzlech beaflossen och saisonal Ännerungen d'Liichtstonnen. Zum Beispill, am Summer, wann d'Deeg méi laang sinn, kënne Solarzellen iwwer eng méi laang Zäit Stroum produzéieren; wärend am Wanter, wann d'Deeg méi kuerz sinn, d'Zäit an d'Gesamtquantitéit vun der produzéierter Elektrizitéit natierlech erofgoen.
4. Klimabedingungen a photovoltaesch Leeschtung
Klimabedingungen kënnen och e wesentlechen Afloss op d'Energie, déi vu Solarzellen generéiert gëtt, hunn. Ënner bewölkten a niwwelegen Zoustänn ginn d'Sonnestrahlen duerch Wolleken oder suspendéiert Partikelen blockéiert, wat zu enger Reduktioun vun der Liichtenergie féiert, déi vun der PV-Zell empfaange gëtt, an d'generéiert Energie gëtt däitlech reduzéiert. Zousätzlech kënne Reen a Schnéi och d'Absorptioun vu Liicht duerch PV-Paneele beaflossen, wouduerch d'Energieproduktiounsleistung vun den Zellen reduzéiert gëtt.
Interessanterweis hänkt d'Leeschtung vu PV-Zellen net nëmmen vun der Stäerkt vum Sonneliicht of, heiansdo ass ze staarkt Sonneliicht net gutt. Zum Beispill tendéiert d'Energieerzeugungseffizienz vu Solarzellen ënner héijen Temperaturen erofzegoen, well déi erhéicht Temperatur de Widderstand an der Zell erhéicht, wat zu enger méi niddreger Energieerzeugung féiert. Dofir halen d'Leit a verschiddene Géigenden hir PV-Moduler méi kill andeems se Killsystemer benotzen fir hir Energieerzeugungseffizienz ze erhéijen.
5. Effekt vun der spektraler Zesummesetzung
Sonneliicht besteet aus Photonen mat verschiddene Wellelängten, bekannt als Spektrum. Solarzellen absorbéieren ënnerschiddlech Wellelängten vum Liicht ënnerschiddlech, a Variatiounen an der spektraler Zesummesetzung kënnen och en Afloss op d'Energie hunn, déi vu Solarzellen generéiert gëtt. Am Allgemengen hunn PV-Zellen déi héchst Absorptiounseffizienz fir siichtbart Liicht an eng relativ niddreg Absorptioun fir ultraviolett an infrarout Liicht. Dofir ass d'Energieerzeugungsleistung vu PV-Zellen besser, wann et méi eng siichtbar Liichtkomponent am Spektrum gëtt.
Wann den Himmel bewölkt ass, oder fréi moies an owes, ännert sech de Spektrum vum Sonneliicht, mat enger Ofsenkung vun der visueller Komponent an enger Erhéijung vun der Infraroutkomponent, an d'Energieerzeugungseffizienz vun der PV-Zell hëlt an dësem Fall och of. Fir d'Spektralantwort vu photovoltaesche Zellen ze verbesseren, gouf eng gewëssen Untersuchung der Entwécklung vu Materialien gewidmet, déi e méi breede Spektrum vum Sonnespektrum absorbéiere kënnen, wéi zum Beispill Chalcogeniden, déi ënner Laborbedingungen besser Liichtabsorptiounseigenschaften erwisen hunn.
6. AM 1.5 G Teststandard
Bei den Tester vu Photovoltaikzellen ass et üblech, AM 1.5 G als Standard-Spektralbedingung ze benotzen. AM steet fir Loftmass, an AM 1.5 bedeit, datt de Wee vun de Sonnestralen duerch d'Atmosphär annerhallef Mol méi laang ass wéi de direkten vertikale Wee vun der Sonn duerch d'Atmosphär. AM 1.5 G ass e weltwäit wäit verbreeten Standard a representéiert de Spektralbedingung vun de Sonnestralen, déi un engem kloren Dag duerch d'Atmosphär an op d'Äerduewerfläch fléissen, wat enger Liichtintensitéit vu ronn 1000 W/m² entsprécht. AM 1.5 G ass e weltwäit verbreeten Standard, deen d'Spektralbedingungen representéiert, déi duerch Liicht entstinn, dat un engem kloren Dag duerch d'Atmosphär an op d'Äerduewerfläch fléisst, an entsprécht enger Liichtintensitéit vu ronn 1000 W/m² an enger Liichtintensitéit vu ronn 100.000 Lux.
D'Benotzung vun AM 1.5 G garantéiert, datt d'Testbedingungen am Laboratoire sou no wéi méiglech un déi tatsächlech Konditioune sinn, fir d'Leeschtung vun de Solarzellen an alldeeglechen Ëmfeld genee ze bewäerten.
7. Standarden an Intensitéit vun der Liichtversuergung am Raum
Et gëtt och national Normen fir d'Liichtintensitéit am Raum. Zum Beispill, no de jeeweilege nationale Normen a China (z. B. Building Lighting Design Standard GB 50033-2013), hunn Indoor-Raum fir verschidden Zwecker ënnerschiddlech Beliichtungsufuerderungen. Am Allgemengen soll den Beliichtungsniveau fir eng normal Büroëmfeld ongeféier 300-500 Lux sinn, während den Beliichtungsstandard fir e Schoulklassesall méi héich ass, normalerweis iwwer 500 Lux.
Fir d'Liichtintensitéit pro Quadratmeter am Raum läit se, wann se a Leeschtung ëmgerechent gëtt, normalerweis tëscht 5-15 W/m², ofhängeg vun der aktueller Aart vun der Liichtquell an der Liichteffizienz. Dës Liichtintensitéit läit wäit ënner dem Standard fir Sonneliicht dobaussen, ass awer genuch fir alldeeglech Aktivitéiten an d'Beliichtung am Raum.
8. Ëmweltfaktoren, déi d'Liichtbedingungen beaflossen
Nieft den uewe genannten Faktoren kann och Schied duerch Schadstoffer wéi Stëbs, Vullendräpp, Blieder, etc. d'Liichtverhältnisser vun de PV-Zellen beaflossen an doduerch d'generéiert Energie reduzéieren. Dës Blockaden verhënneren, datt en Deel vum Sonneliicht d'Uewerfläch vun der Photovoltaikzell erreecht, wouduerch de sougenannten "Hotspot-Effekt" entsteet, dat heescht, d'Temperatur vun der blockéierter Zell klëmmt, wat net nëmmen d'Effizienz reduzéiert, mä och Schied un der Zell verursaache kann.
Fir dëst ze verhënneren, mussen PV-Zellen reegelméisseg gebotzt ginn, fir sécherzestellen, datt d'Uewerfläch propper bleift an d'Liichtabsorptioun ze maximéieren. Fir verschidde Beräicher, déi a Gebidder mat vill Sand a Stëbs oder heefeger Vulleaktivitéit leien, sinn d'Installatioun vun enger selbstreinigender Beschichtung oder d'Aféierung vun engem Botzsystem béid méi effektiv Léisungen.
9. Resumé
D'Liichtkonditioune sinn ee vun de Schlësselfaktoren fir d'Energieproduktioun vu Solarzellen ze bestëmmen. D'Liichtintensitéit, den Afallswénkel, d'Dauer vum Liicht, d'klimatesch Konditiounen an d'Spektralzesummesetzung hunn all e wesentlechen Afloss op d'Energieproduktiounsleistung vu PV-Zellen. Fir d'Quantitéit un Energie, déi vu Solarzellen produzéiert gëtt, ze maximéieren, musse mir dës Liichtkonditioune berücksichtegen an d'PV-Anlag entspriechend designen an ënnerhalen, wéi zum Beispill d'Installatioun vun engem Sonnetracker, d'Reegelméisseg Botzen vun de Panneauen an d'Ahale vun der richteger Betribstemperatur.
Indem mir den Design an d'Uwendung vu PV-Zellen kontinuéierlech optimiséieren, kënne mir d'Sonnenenergie méi effizient notzen a positiv dozou bäidroen, den universellen Zougang zu propperer Energie z'erreechen an d'Kuelestoffemissiounen ze reduzéieren.
