Bil-popolarizzazzjoni tal-enerġija rinnovabbli, iċ-ċelloli solari gradwalment saru wieħed mill-aktar sorsi importanti ta' enerġija ekoloġika. Madankollu, ħafna nies jistgħu ma jkunux konxji li l-effiċjenza tal-ġenerazzjoni tal-enerġija u l-ġenerazzjoni tal-enerġija taċ-ċelloli solari huma affettwati minn varjetà ta' fatturi, li l-aktar importanti minnhom huma l-kundizzjonijiet tad-dawl. Allura, kif il-kundizzjonijiet tad-dawl jaffettwaw l-enerġija ġġenerata miċ-ċelloli solari? Illum, se nippopolarizzaw dan is-suġġett.
1. l-intensità tad-dawl u l-ġenerazzjoni tal-enerġija
L-intensità tad-dawl, fi kliem sempliċi, hija l-qawwa radjanti tad-dawl tax-xemx għal kull unità ta' erja. Għaċ-ċelloli solari, iktar ma tkun għolja l-intensità tad-dawl, iktar ma ċ-ċellula solari tirċievi enerġija, iktar tkun għolja l-qawwa tal-ħruġ tagħha. Għalhekk, f'jiem xemxin b'dawl tax-xemx qawwi, il-qawwa ġġenerata miċ-ċelloli solari ġeneralment tkun ogħla.
Il-kapaċità tal-ġenerazzjoni tal-enerġija ta' ċellula fotovoltajka ġeneralment titkejjel taħt kundizzjonijiet standard tat-test b'intensità tad-dawl ta' 1000 W/m², li huwa l-valur standard użat fil-laboratorji biex jissimula d-dawl ta' ġurnata xemxija. Meta l-intensità tad-dawl tiżdied, il-kurrent fotovoltajku fiċ-ċellula solari jiżdied, li min-naħa tiegħu jżid il-qawwa tal-ħruġ; bil-maqlub, jekk l-intensità tad-dawl tonqos, pereżempju f'jiem imsaħħab jew matul is-sigħat ta' nżul ix-xemx, il-qawwa ġġenerata miċ-ċellula tonqos b'mod sinifikanti.
L-intensità tad-dawl tvarja matul il-ġurnata. Mill-bidu ta' filgħodu, ix-xemx titla' gradwalment, u l-intensità tad-dawl tiżdied ukoll gradwalment; f'nofsinhar, l-intensità tad-dawl tilħaq l-ogħla valur tagħha; wara nofsinhar, hekk kif ix-xemx tinżel gradwalment fil-punent, l-intensità tad-dawl tiddgħajjef gradwalment sakemm inżul ix-xemx jisparixxi kompletament. Din il-bidla fl-intensità tax-xemx taffettwa direttament il-ġenerazzjoni tal-enerġija taċ-ċelloli solari f'ġurnata.
2. Angolu tad-dawl u effiċjenza tal-ġenerazzjoni tal-enerġija
L-angolu tad-dawl se jkollu wkoll impatt kbir fuq il-ġenerazzjoni tal-enerġija taċ-ċelloli solari. Meta d-dawl tax-xemx jolqot vertikalment il-wiċċ taċ-ċellola solari, iċ-ċellola fotovoltajka tista' tassorbi l-aktar enerġija tad-dawl, u b'hekk tiġġenera l-ogħla enerġija; u meta d-dawl tax-xemx ikun oblikwu, parti mid-dawl tiġi riflessa, l-enerġija tad-dawl assorbita mill-batterija titnaqqas, u l-ġenerazzjoni tal-enerġija titnaqqas b'mod korrispondenti.
Sabiex tiġi massimizzata l-effiċjenza tal-ġenerazzjoni tal-enerġija taċ-ċelloli, ħafna sistemi solari huma mgħammra b'apparati li jsegwu x-xemx li jaġġustaw awtomatikament l-angolu taċ-ċelloli PV skont il-pożizzjoni tax-xemx biex iżommu l-angolu ottimali ta' inċidenza. Din it-teknoloġija kienet effettiva biex iżżid il-ġenerazzjoni ġenerali tal-enerġija taċ-ċelloli PV.
3. L-impatt tat-tul tad-dawl fuq il-ġenerazzjoni tal-enerġija
It-tul tad-dawl huwa wkoll fattur importanti li jaffettwa l-ġenerazzjoni tal-enerġija taċ-ċelloli solari. Iktar ma jkunu twal is-sigħat tad-dawl f'ġurnata, iktar tkun tista' tiġġenera elettriku totali ċellola solari. Huwa għalhekk li f'latitudnijiet għoljin, iċ-ċelloli solari jiġġeneraw relattivament inqas elettriku minħabba s-sigħat qosra tad-dawl fix-xitwa, filwaqt li f'żoni b'sigħat twal ta' dawl, l-ammont ta' elettriku ġġenerat matul is-sena huwa ogħla.
Barra minn hekk, il-bidliet staġjonali jaffettwaw ukoll is-sigħat tad-dawl. Pereżempju, fis-sajf, meta l-ġranet ikunu itwal, iċ-ċelloli solari jkunu jistgħu jiġġeneraw l-elettriku għal perjodu itwal ta’ żmien; filwaqt li fix-xitwa, meta l-ġranet ikunu iqsar, il-ħin u l-ammont totali ta’ elettriku ġġenerat jonqsu b’mod naturali.
4. Kundizzjonijiet klimatiċi u prestazzjoni fotovoltajka
Il-kundizzjonijiet klimatiċi jistgħu wkoll ikollhom impatt sinifikanti fuq l-enerġija ġġenerata miċ-ċelloli solari. Taħt kundizzjonijiet imdardra u mċajpra, ir-raġġi tax-xemx jiġu mblukkati minn sħab jew partiċelli sospiżi, u dan iwassal għal tnaqqis fl-ammont ta' enerġija tad-dawl li tirċievi ċ-ċella PV, u l-enerġija ġġenerata titnaqqas b'mod sinifikanti. Barra minn hekk, ix-xita u l-borra jistgħu jaffettwaw ukoll l-assorbiment tad-dawl mill-pannelli PV, u b'hekk inaqqsu l-prestazzjoni tal-ġenerazzjoni tal-enerġija taċ-ċelloli.
Interessanti, il-prestazzjoni taċ-ċelloli PV ma tiddependix biss fuq is-saħħa tad-dawl tax-xemx, xi kultant dawl tax-xemx qawwi wisq jista' ma jkunx ħaġa tajba. Pereżempju, l-effiċjenza tal-ġenerazzjoni tal-enerġija taċ-ċelloli solari għandha t-tendenza li tonqos taħt kundizzjonijiet ta' temperatura għolja għaliex iż-żieda fit-temperatura żżid ir-reżistenza ġewwa ċ-ċella, li twassal għal ġenerazzjoni aktar baxxa tal-enerġija. Huwa għalhekk li, f'xi żoni, in-nies iżommu l-moduli PV tagħhom aktar friski billi jużaw sistemi ta' tkessiħ biex iżidu l-effiċjenza tal-ġenerazzjoni tal-enerġija tagħhom.
5. Effett tal-kompożizzjoni spettrali
Id-dawl tax-xemx jikkonsisti minn fotoni ta’ wavelengths differenti, magħrufa bħala l-ispettru. Iċ-ċelloli solari jassorbu wavelengths differenti tad-dawl b’mod differenti, u l-varjazzjonijiet fil-kompożizzjoni spettrali jistgħu wkoll ikollhom impatt fuq l-enerġija ġġenerata miċ-ċelloli solari. B’mod ġenerali, iċ-ċelloli PV għandhom l-ogħla effiċjenza ta’ assorbiment għad-dawl viżibbli u assorbiment relattivament baxx għad-dawl ultravjola u infra-aħmar. Għalhekk, il-prestazzjoni tal-ġenerazzjoni tal-enerġija taċ-ċelloli PV hija aħjar meta jkun hemm aktar komponent tad-dawl viżibbli fl-ispettru.
Meta s-sema jkun imsaħħab, jew kmieni filgħodu u filgħaxija, l-ispettru tad-dawl tax-xemx jinbidel, bi tnaqqis fil-komponent viżibbli u żieda fil-komponent infra-aħmar, u l-effiċjenza tal-ġenerazzjoni tal-enerġija taċ-ċellula PV tonqos f'dan il-każ ukoll. Sabiex tittejjeb ir-rispons spettrali taċ-ċelloli fotovoltajċi, xi riċerka ġiet iddedikata għall-iżvilupp ta' materjali kapaċi jassorbu firxa usa' tal-ispettru tax-xemx, bħal kalkogenidi, li wrew proprjetajiet aħjar ta' assorbiment tad-dawl f'kundizzjonijiet tal-laboratorju.
6. Standard tat-Test AM 1.5 G
Fl-ittestjar taċ-ċelloli fotovoltajċi, huwa komuni li tintuża AM 1.5 G bħala l-kundizzjoni spettrali standard. AM tfisser Air Massa, u AM 1.5 tfisser li t-triq tar-raġġi tax-xemx fl-atmosfera hija darba u nofs itwal mit-triq vertikali diretta tax-xemx fl-atmosfera. AM 1.5 G huwa standard użat ħafna mad-dinja kollha u jirrappreżenta l-kundizzjoni spettrali tar-raġġi tax-xemx li jgħaddu mill-atmosfera u fuq il-wiċċ tad-Dinja f'ġurnata sabiħa, li tikkorrispondi għal intensità tad-dawl ta' madwar 1000 W/m². AM 1.5 G huwa standard użat globalment li jirrappreżenta l-kundizzjonijiet spettrali prodotti mid-dawl li jgħaddi mill-atmosfera u fuq il-wiċċ tad-Dinja f'ġurnata sabiħa, u jikkorrispondi għal intensità tad-dawl ta' madwar 1000 W/m² u intensità luminuża ta' madwar 100,000 Lux.
L-użu ta' AM 1.5 G jiżgura li l-kundizzjonijiet tat-test fil-laboratorju jkunu kemm jista' jkun qrib il-kundizzjonijiet attwali sabiex tiġi vvalutata b'mod preċiż il-prestazzjoni taċ-ċelloli solari f'ambjenti ta' kuljum.
7. Standards u intensità tad-dawl ta' ġewwa
Hemm ukoll standards nazzjonali għall-intensità tad-dawl fuq ġewwa. Pereżempju, skont l-istandards nazzjonali rilevanti taċ-Ċina (eż., l-Istandard tad-Disinn tad-Dawl tal-Bini GB 50033-2013), spazji fuq ġewwa għal skopijiet differenti għandhom rekwiżiti tad-dawl differenti. Ġeneralment, il-livell ta' illuminanza għal ambjent ta' uffiċċju ordinarju għandu jkun madwar 300-500 Lux, filwaqt li l-istandard ta' illuminanza għal klassi tal-iskola huwa ogħla, ġeneralment 'il fuq minn 500 Lux.
Għall-intensità tad-dawl ta' ġewwa għal kull metru kwadru, meta tiġi kkonvertita f'enerġija, ġeneralment tkun bejn 5-15 W/m², skont it-tip attwali ta' sors tad-dawl u l-effiċjenza tad-dawl. Din l-intensità tad-dawl hija ħafna inqas mill-istandard għad-dawl tax-xemx ta' barra, iżda hija biżżejjed għall-attivitajiet ta' kuljum u għad-dawl ta' ġewwa.
8. Fatturi ambjentali li jaffettwaw il-kundizzjonijiet tad-dawl
Minbarra l-fatturi msemmija hawn fuq, id-dell minn sustanzi niġġiesa bħat-trab, il-ħmieġ tal-għasafar, il-weraq, eċċ. jista' wkoll jaffettwa l-kundizzjonijiet tad-dawl taċ-ċelloli PV, u b'hekk inaqqas l-enerġija ġġenerata. Dawn l-ostakli jipprevjenu parti mid-dawl tax-xemx milli jilħaq il-wiċċ taċ-ċellola fotovoltajka, u b'hekk jiffurmaw l-hekk imsejjaħ "effett ta' hot spot", jiġifieri, iż-żieda fit-temperatura taċ-ċellola mblukkata, mhux biss tnaqqas l-effiċjenza, iżda tista' wkoll tikkawża ħsara liċ-ċellola.
Biex dan jiġi evitat, iċ-ċelloli PV jeħtieġ li jitnaddfu regolarment biex jiġi żgurat li l-wiċċ jibqa' nadif u biex jiġi massimizzat l-assorbiment tad-dawl. Għal xi żoni li jinsabu f'żoni b'ħafna ramel u trab jew attività frekwenti ta' għasafar, l-installazzjoni ta' kisi li jnaddaf lilu nnifsu jew it-twaqqif ta' sistema ta' tindif huma t-tnejn soluzzjonijiet aktar effettivi.
9. Sommarju
Il-kundizzjonijiet tad-dawl huma wieħed mill-fatturi ewlenin fid-determinazzjoni tal-enerġija ġġenerata miċ-ċelloli solari. L-intensità tad-dawl, l-angolu tal-inċidenza, it-tul tad-dawl, il-kundizzjonijiet klimatiċi u l-kompożizzjoni spettrali kollha għandhom impatt sinifikanti fuq il-prestazzjoni tal-ġenerazzjoni tal-enerġija taċ-ċelloli PV. Sabiex nimmassimizzaw l-ammont ta' enerġija ġġenerata miċ-ċelloli solari, irridu nqisu dawn il-kundizzjonijiet tad-dawl u niddisinjaw u nżommu s-sistema PV b'mod xieraq, bħall-installazzjoni ta' tracker tax-xemx, it-tindif tal-pannelli regolarment, u ż-żamma tat-temperatura operattiva xierqa.
Billi nottimizzaw kontinwament id-disinn u l-applikazzjoni taċ-ċelloli PV, nistgħu nagħmlu użu aktar effiċjenti mill-enerġija solari u nikkontribwixxu b'mod pożittiv biex niksbu aċċess universali għal enerġija nadifa u nnaqqsu l-emissjonijiet tal-karbonju.
