Сэргээгдэх эрчим хүч түгээмэл болсноор нарны зай аажмаар ногоон эрчим хүчний хамгийн чухал эх үүсвэрүүдийн нэг болж байна. Гэсэн хэдий ч олон хүн нарны зайн цахилгаан үйлдвэрлэх үр ашиг болон цахилгаан үйлдвэрлэлд олон хүчин зүйл нөлөөлдөг бөгөөд хамгийн чухал нь гэрлийн нөхцөл байдал гэдгийг мэддэггүй байж магадгүй юм. Тэгэхээр гэрлийн нөхцөл байдал нь нарны зайн үйлдвэрлэсэн эрчим хүчэд хэрхэн нөлөөлдөг вэ? Өнөөдөр бид энэ сэдвийг сурталчлах болно.
1. гэрлийн эрчим ба эрчим хүч үйлдвэрлэх
Гэрлийн эрчим гэдэг нь нэгж талбайд ногдох нарны гэрлийн цацрагийн хүч юм. Нарны зай хураагуурын хувьд гэрлийн эрчим өндөр байх тусам нарны зай хураагуурын хүлээн авсан энерги их байх тусам түүний гаралтын чадал өндөр байдаг. Тиймээс нарны гэрэл хүчтэй нартай өдрүүдэд нарны зай хураагуурын үүсгэсэн эрчим хүч ихэвчлэн илүү өндөр байдаг.
Фотоволтайк эсийн цахилгаан үүсгэх хүчин чадлыг ихэвчлэн стандарт туршилтын нөхцөлд 1000 Вт/м² гэрлийн эрчимтэй хэмждэг бөгөөд энэ нь лабораторид нарлаг өдрийн гэрлийг дуурайлган хийхэд ашигладаг стандарт утга юм. Гэрлийн эрчим нэмэгдэхэд нарны эсийн фотоволтайк гүйдэл нэмэгдэж, энэ нь эргээд гаралтын чадлыг нэмэгдүүлдэг; эсрэгээр, хэрэв гэрлийн эрчим буурвал, жишээлбэл, үүлэрхэг өдөр эсвэл нар жаргах үед эсийн үүсгэсэн эрчим хүч мэдэгдэхүйц буурдаг.
Гэрлийн эрчим өдрийн турш харилцан адилгүй байдаг. Өглөө эрт нар аажмаар мандаж, гэрлийн эрчим аажмаар нэмэгддэг; үд дунд гэрлийн эрчим хамгийн дээд хэмжээндээ хүрдэг; үдээс хойш нар баруун зүгт аажмаар живэх үед гэрлийн эрчим аажмаар суларч, нар жаргах нь бүрэн арилдаг. Нарны гэрлийн эрчимийн энэхүү өөрчлөлт нь өдрийн дотор нарны зайн цахилгаан үйлдвэрлэхэд шууд нөлөөлдөг.
2. Гэрлийн өнцөг ба цахилгаан үүсгүүрийн үр ашиг
Гэрлийн өнцөг нь нарны зайн эрчим хүч үйлдвэрлэхэд ихээхэн нөлөөлнө. Нарны зайн гадаргуу дээр нарны гэрэл босоо чиглэлд тусах үед фотоэлектрик зай хамгийн их гэрлийн энергийг шингээж, улмаар хамгийн их эрчим хүч үүсгэдэг; нарны гэрэл ташуу байх үед гэрлийн нэг хэсэг нь тусч, батерейгаар шингээгдсэн гэрлийн энерги буурч, эрчим хүчний үйлдвэрлэл үүний дагуу буурдаг.
Батерейны эрчим хүч үйлдвэрлэх үр ашгийг дээд зэргээр нэмэгдүүлэхийн тулд олон нарны систем нь нарны байрлалаас хамааран фотоэлектрик батерейны өнцгийг автоматаар тохируулж, оновчтой тусах өнцгийг хадгалах нарны хяналтын төхөөрөмжөөр тоноглогдсон байдаг. Энэхүү технологи нь фотоэлектрик батерейны нийт эрчим хүч үйлдвэрлэхийг нэмэгдүүлэхэд үр дүнтэй болсон.
3. Гэрлийн үргэлжлэх хугацаа нь цахилгаан үйлдвэрлэхэд үзүүлэх нөлөө
Гэрлийн үргэлжлэх хугацаа нь нарны зайн эрчим хүч үйлдвэрлэхэд нөлөөлдөг чухал хүчин зүйл юм. Өдөрт гэрлийн цаг урт байх тусам нарны зай илүү их цахилгаан үйлдвэрлэж чадна. Ийм учраас өндөр өргөрөгт нарны зай нь өвлийн гэрлийн цаг богино байдгаас харьцангуй бага цахилгаан үйлдвэрлэдэг бол урт гэрэлтэй газарт жилийн турш үйлдвэрлэсэн цахилгаан эрчим хүчний хэмжээ өндөр байдаг.
Үүнээс гадна улирлын чанартай өөрчлөлтүүд нь гэрлийн цагт нөлөөлдөг. Жишээлбэл, зуны улиралд өдөр уртсах үед нарны зай хураагуурууд удаан хугацаанд цахилгаан үйлдвэрлэх боломжтой байдаг бол өвлийн улиралд өдөр богиносох үед үйлдвэрлэсэн цахилгаан эрчим хүчний хугацаа болон нийт хэмжээ байгалийн жамаар буурдаг.
4. Цаг уурын нөхцөл ба фотоволтайкийн гүйцэтгэл
Цаг уурын нөхцөл байдал нь нарны зай хураагуурын үйлдвэрлэдэг эрчим хүчэд мэдэгдэхүйц нөлөө үзүүлдэг. Үүлэрхэг, бүрхэг нөхцөлд нарны туяаг үүл эсвэл түдгэлзүүлсэн хэсгүүд хааж, улмаар фотоэлектрик зай хураагуурын хүлээн авдаг гэрлийн энергийн хэмжээ буурч, үйлдвэрлэсэн эрчим хүч мэдэгдэхүйц буурдаг. Үүнээс гадна, бороо, цас нь фотоэлектрик хавтангийн гэрлийг шингээхэд нөлөөлж, зай хураагуурын эрчим хүч үйлдвэрлэх гүйцэтгэлийг бууруулдаг.
Сонирхолтой нь, фотоэлектрик эсийн гүйцэтгэл нь зөвхөн нарны гэрлийн хүчнээс хамаардаггүй бөгөөд заримдаа хэт хүчтэй нарны гэрэл тийм ч сайн зүйл биш байж магадгүй юм. Жишээлбэл, нарны эсийн цахилгаан үйлдвэрлэх үр ашиг нь өндөр температурын нөхцөлд буурах хандлагатай байдаг, учир нь температур нэмэгдэх нь эсийн доторх эсэргүүцлийг нэмэгдүүлдэг бөгөөд энэ нь цахилгаан үйлдвэрлэх хэмжээг бууруулдаг. Тийм ч учраас зарим газарт хүмүүс цахилгаан үйлдвэрлэх үр ашгаа нэмэгдүүлэхийн тулд хөргөлтийн систем ашиглан фотоэлектрик модулиудаа сэрүүн байлгадаг.
5. Спектрийн найрлагын нөлөө
Нарны гэрэл нь спектр гэж нэрлэгддэг өөр өөр долгионы урттай фотонуудаас бүрддэг. Нарны зай нь гэрлийн өөр өөр долгионы уртыг өөр өөрөөр шингээдэг бөгөөд спектрийн найрлагын өөрчлөлт нь нарны зайн үүсгэсэн эрчим хүчэнд нөлөөлж болно. Ерөнхийдөө PV зай нь харагдах гэрлийн шингээлтийн үр ашгийг хамгийн өндөр, хэт ягаан болон хэт улаан туяаны гэрлийн шингээлтийг харьцангуй бага болгодог. Тиймээс спектрт илүү олон харагдах гэрлийн бүрэлдэхүүн хэсэг байх үед PV зайны эрчим хүч үйлдвэрлэх гүйцэтгэл илүү сайн байдаг.
Тэнгэр үүлэрхэг байх үед эсвэл өглөө эрт оройн цагаар нарны гэрлийн спектр өөрчлөгдөж, харагдах бүрэлдэхүүн хэсэг буурч, хэт улаан туяаны бүрэлдэхүүн хэсэг нэмэгдэх бөгөөд энэ тохиолдолд фотоэлектрик эсийн цахилгаан үүсгэх үр ашиг буурдаг. Фотоэлектрик эсийн спектрийн хариу урвалыг сайжруулахын тулд зарим судалгааг лабораторийн нөхцөлд илүү сайн гэрэл шингээх шинж чанартай болсон халькогенид гэх мэт нарны спектрийн өргөн хүрээг шингээх чадвартай материалыг боловсруулахад зориулав.
6. AM 1.5 G туршилтын стандарт
Фотоэлектрик эсийн туршилтанд AM 1.5 G-г стандарт спектрийн нөхцөл болгон ашиглах нь түгээмэл байдаг. AM нь Агаарын масс гэсэн үг бөгөөд AM 1.5 нь агаар мандлаар дамжин өнгөрөх нарны туяаны зам нь нарны шууд босоо замаас нэг хагас дахин урт гэсэн үг юм. AM 1.5 G нь дэлхий даяар өргөн хэрэглэгддэг стандарт бөгөөд цэлмэг өдөр агаар мандлаар дамжин өнгөрөх нарны туяаны спектрийн нөхцөл байдлыг илэрхийлдэг бөгөөд энэ нь ойролцоогоор 1000 Вт/м² гэрлийн эрчимтэй тохирч байна. AM 1.5 G нь дэлхий даяар хэрэглэгддэг стандарт бөгөөд цэлмэг өдөр агаар мандлаар дамжин өнгөрөх гэрлийн үүсгэсэн спектрийн нөхцөл байдлыг илэрхийлдэг бөгөөд ойролцоогоор 1000 Вт/м² гэрлийн эрчим, ойролцоогоор 100,000 Люкс гэрлийн эрчимтэй тохирч байна.
AM 1.5 G-г ашиглах нь лабораторийн туршилтын нөхцөлийг бодит нөхцөлд аль болох ойр байлгах боломжийг олгодог бөгөөд ингэснээр өдөр тутмын орчинд нарны зайнуудын гүйцэтгэлийг үнэн зөв үнэлдэг.
7. Дотор гэрэлтүүлгийн стандарт ба эрчим
Мөн дотор гэрэлтүүлгийн эрчмийн үндэсний стандартууд байдаг. Жишээлбэл, Хятадын холбогдох үндэсний стандартын дагуу (жишээ нь, Барилгын гэрэлтүүлгийн дизайны стандарт GB 50033-2013), өөр өөр зориулалттай дотор орон зайд гэрэлтүүлгийн шаардлага өөр өөр байдаг. Ерөнхийдөө ердийн оффисын орчны гэрэлтүүлгийн түвшин 300-500 люкс орчим байх ёстой бол сургуулийн ангийн гэрэлтүүлгийн стандарт нь ихэвчлэн 500 люксээс дээш байдаг.
Нэг квадрат метр тутамд ногдох доторх гэрлийн эрчимийг цахилгаан болгон хөрвүүлэхэд гэрлийн эх үүсвэрийн бодит төрөл болон гэрлийн үр ашгаас хамааран ихэвчлэн 5-15 Вт/м² хооронд байдаг. Энэхүү гэрлийн эрчим нь гаднах нарны гэрлийн стандартаас хамаагүй доогуур боловч өдөр тутмын үйл ажиллагаа болон дотор гэрэлтүүлэгт хангалттай юм.
8. Гэрлийн нөхцөлд нөлөөлөх хүрээлэн буй орчны хүчин зүйлс
Дээр дурдсан хүчин зүйлсээс гадна тоос шороо, шувууны сангас, навч гэх мэт бохирдуулагчийн сүүдэрлэлт нь фотоэлектрик эсийн гэрлийн нөхцөлд нөлөөлж, улмаар үүссэн эрчим хүчийг бууруулдаг. Эдгээр саад тотгор нь нарны гэрлийн нэг хэсэг нь фотоэлектрик эсийн гадаргууд хүрэхээс сэргийлж, "халуун цэгийн эффект" буюу бөглөрсөн эсийн температур нэмэгдэх нь үр ашгийг бууруулаад зогсохгүй эсэд гэмтэл учруулж болзошгүй юм.
Үүнээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд фотоэлектрик эсүүдийг гадаргуу нь цэвэр хэвээр байх, гэрлийн шингээлтийг хамгийн их байлгахын тулд тогтмол цэвэрлэж байх шаардлагатай. Элс, тоос шороо ихтэй эсвэл шувууд байнга хөдөлгөөнтэй байдаг зарим газарт өөрийгөө цэвэрлэх бүрхүүл суурилуулах эсвэл цэвэрлэх систем суурилуулах нь илүү үр дүнтэй шийдэл юм.
9. Хураангуй
Гэрлийн нөхцөл байдал нь нарны зай хураагуурын үүсгэсэн эрчим хүчийг тодорхойлох гол хүчин зүйлсийн нэг юм. Гэрлийн эрчим, тусах өнцөг, гэрлийн үргэлжлэх хугацаа, цаг уурын нөхцөл, спектрийн найрлага нь бүгд фотоэлектрик зай хураагуурын эрчим хүч үйлдвэрлэх гүйцэтгэлд ихээхэн нөлөөлдөг. Нарны зай хураагуурын үүсгэсэн эрчим хүчний хэмжээг хамгийн их байлгахын тулд бид эдгээр гэрэлтүүлгийн нөхцлийг харгалзан үзэж, фотоэлектрик системийг зохих ёсоор зохион бүтээж, засвар үйлчилгээ хийх шаардлагатай, тухайлбал нарны хянагч суурилуулах, хавтанг тогтмол цэвэрлэх, ажлын температурыг зохих ёсоор хадгалах зэрэг орно.
Нарны энергийн эсийн дизайн, хэрэглээг тасралтгүй оновчтой болгосноор бид нарны эрчим хүчийг илүү үр ашигтай ашиглаж, цэвэр эрчим хүчний бүх нийтийн хүртээмжийг хангах, нүүрстөрөгчийн ялгарлыг бууруулахад эерэгээр хувь нэмэр оруулж чадна.
