Бо маъруфияти энергияи барқароршаванда, батареяҳои офтобӣ тадриҷан ба яке аз муҳимтарин манбаъҳои энергияи сабз табдил ёфтаанд. Аммо, бисёриҳо шояд намедонанд, ки самаранокии истеҳсоли нерӯи барқ ва истеҳсоли нерӯи барқи батареяҳои офтобӣ аз омилҳои гуногун, ки муҳимтарини онҳо шароити рӯшноӣ аст, таъсир мегирад. Пас, шароити рӯшноӣ ба нерӯи тавлидшуда аз ҷониби батареяҳои офтобӣ чӣ гуна таъсир мерасонад? Имрӯз мо ин мавзӯъро маъмул хоҳем кард.
1. шиддати рӯшноӣ ва истеҳсоли энергия
Шиддати рӯшноӣ, ба ибораи оддӣ, қувваи радиатсионии нури офтоб барои як воҳиди масоҳат аст. Барои батареяҳои офтобӣ, ҳар қадар шиддати рӯшноӣ баландтар бошад, батареяи офтобӣ ҳамон қадар энергияи бештар мегирад ва қувваи баромади он ҳамон қадар баландтар аст. Аз ин рӯ, дар рӯзҳои офтобӣ бо нури офтоби қавӣ, қувваи тавлидшуда аз батареяҳои офтобӣ одатан баландтар аст.
Иқтидори истеҳсоли нерӯи барқи батареяи фотоэлектрикӣ одатан дар шароити стандартии озмоишӣ бо шиддати рӯшноии 1000 Вт/м² чен карда мешавад, ки ин арзиши стандартие мебошад, ки дар лабораторияҳо барои тақлид кардани нури офтобии рӯзона истифода мешавад. Вақте ки шиддати рӯшноӣ афзоиш меёбад, ҷараёни фотоэлектрикӣ дар батареяи офтобӣ меафзояд, ки дар навбати худ қувваи баромадро зиёд мекунад; баръакс, агар шиддати рӯшноӣ, масалан, дар рӯзҳои абрӣ ё дар соатҳои ғуруби офтоб кам шавад, нерӯи тавлидшуда аз ҷониби батарея ба таври назаррас коҳиш меёбад.
Шиддати рӯшноӣ дар давоми рӯз тағйир меёбад. Аз субҳи барвақт сар карда, офтоб тадриҷан тулӯъ мекунад ва шиддати рӯшноӣ низ тадриҷан меафзояд; нисфирӯзӣ шиддати рӯшноӣ ба баландтарин арзиши худ мерасад; нисфирӯзӣ, вақте ки офтоб тадриҷан дар ғарб ғарқ мешавад, шиддати рӯшноӣ тадриҷан коҳиш меёбад, то он даме ки ғуруби офтоб комилан нопадид мешавад. Ин тағирёбии шиддати нури офтоб мустақиман ба истеҳсоли нерӯи барқи батареяҳои офтобӣ дар як рӯз таъсир мерасонад.
2. Кунҷи рӯшноӣ ва самаранокии истеҳсоли нерӯи барқ
Кунҷи рӯшноӣ инчунин ба истеҳсоли нерӯи барқ дар батареяҳои офтобӣ таъсири калон мерасонад. Вақте ки нури офтоб ба сатҳи батареяи офтобӣ амудӣ меафтад, батареяи фотоэлектрикӣ метавонад бештарин энергияи рӯшноиро фурӯ барад ва аз ин рӯ, истеҳсоли нерӯи барқи баландтаринро ба даст орад; ва вақте ки нури офтоб майл дорад, қисми рӯшноӣ инъикос мешавад, энергияи рӯшноие, ки батарея ҷаббида мегирад, кам мешавад ва мутаносибан истеҳсоли нерӯи барқ кам мешавад.
Барои ба ҳадди аксар расонидани самаранокии истеҳсоли нерӯи барқ дар ҳуҷайраҳо, бисёр системаҳои офтобӣ бо дастгоҳҳои пайгирии офтоб муҷаҳҳаз шудаанд, ки кунҷи ҳуҷайраҳои фотоэлектрикиро мувофиқи мавқеи офтоб ба таври худкор танзим мекунанд, то кунҷи афтиши оптималиро нигоҳ доранд. Ин технология дар афзоиши истеҳсоли умумии нерӯи барқ дар ҳуҷайраҳои фотоэлектрик муассир буд.
3. Таъсири давомнокии рӯшноӣ ба истеҳсоли нерӯи барқ
Давомнокии рӯшноӣ низ омили муҳимест, ки ба истеҳсоли нерӯи барқи батареяҳои офтобӣ таъсир мерасонад. Ҳар қадар соатҳои рӯшноӣ дар як рӯз дарозтар бошанд, батареяи офтобӣ метавонад ҳамон қадар нерӯи барқи бештар истеҳсол кунад. Аз ин рӯ, дар арзҳои баланд, батареяҳои офтобӣ аз сабаби соатҳои кӯтоҳи рӯшноӣ дар зимистон нисбатан камтар нерӯи барқ истеҳсол мекунанд, дар ҳоле ки дар минтақаҳое, ки соатҳои дарози рӯшноӣ доранд, миқдори нерӯи барқи истеҳсолшуда дар тӯли сол зиёдтар аст.
Илова бар ин, тағйироти мавсимӣ низ ба соатҳои рӯшноӣ таъсир мерасонанд. Масалан, дар тобистон, вақте ки рӯзҳо дарозтаранд, батареяҳои офтобӣ метавонанд барои муддати тӯлонӣ нерӯи барқ тавлид кунанд; дар ҳоле ки дар зимистон, вақте ки рӯзҳо кӯтоҳтаранд, вақт ва миқдори умумии нерӯи барқи тавлидшуда табиатан кам мешавад.
4. Шароити иқлимӣ ва самаранокии фотоэлектрикӣ
Шароити иқлимӣ низ метавонад ба нерӯи барқе, ки аз ҷониби батареяҳои офтобӣ тавлид мешавад, таъсири назаррас расонад. Дар шароити абрнок ва туманнок, нурҳои офтоб аз ҷониби абрҳо ё зарраҳои овезон баста мешаванд, ки боиси кам шудани миқдори энергияи рӯшноӣ, ки аз ҷониби батареяи фотоэлектрикӣ қабул карда мешавад, мегардад ва нерӯи барқи тавлидшуда ба таври назаррас коҳиш меёбад. Илова бар ин, борон ва барф низ метавонанд ба ҷабби нур аз ҷониби панелҳои фотоэлектрикӣ таъсир расонанд ва самаранокии истеҳсоли нерӯи барқро дар батареяҳо коҳиш диҳанд.
Ҷолиб он аст, ки кори батареяҳои фотоэлектрикӣ на танҳо аз қувваи нури офтоб вобаста аст, баъзан нури офтоби аз ҳад зиёд қавӣ метавонад чизи хуб набошад. Масалан, самаранокии истеҳсоли нерӯи барқи батареяҳои офтобӣ дар шароити ҳарорати баланд коҳиш меёбад, зеро баланд шудани ҳарорат муқовимати дохили батареяро зиёд мекунад, ки боиси коҳиши истеҳсоли нерӯи барқ мегардад. Аз ин рӯ, дар баъзе минтақаҳо одамон модулҳои фотоэлектрикии худро бо истифода аз системаҳои хунуккунӣ барои баланд бардоштани самаранокии истеҳсоли нерӯи барқ дар хунукӣ нигоҳ медоранд.
5. Таъсири таркиби спектралӣ
Нури офтоб аз фотонҳои дорои дарозии мавҷҳои гуногун, ки бо номи спектр маълуманд, иборат аст. Батареяҳои офтобӣ дарозии мавҷҳои гуногуни рӯшноиро ба таври гуногун фурӯ мебаранд ва тағирёбии таркиби спектрӣ низ метавонад ба қувваи тавлидкунандаи батареяҳои офтобӣ таъсир расонад. Умуман, батареяҳои фотоэлектрикӣ самаранокии азхудкунии баландтаринро барои нури намоён ва ҷабби нисбатан пасти нури ултрабунафш ва инфрасурх доранд. Аз ин рӯ, самаранокии истеҳсоли нерӯи барқи батареяҳои фотоэлектрикӣ вақте беҳтар аст, ки дар спектр ҷузъи нури намоёни бештар мавҷуд бошад.
Вақте ки осмон абрнок аст, ё субҳи барвақт ва шом, спектри нури офтоб тағйир меёбад, ки дар он ҷузъи намоён кам мешавад ва ҷузъи инфрасурх зиёд мешавад ва самаранокии истеҳсоли нерӯи барқ дар ин ҳолат низ коҳиш меёбад. Барои беҳтар кардани вокуниши спектрии ҳуҷайраҳои фотоэлектрикӣ, баъзе таҳқиқот ба таҳияи маводҳое, ки қодиранд доираи васеътари спектри офтобро ҷаббида гиранд, ба монанди халкогенидҳо, ки дар шароити лабораторӣ хосиятҳои беҳтари ҷабби нурро нишон додаанд, бахшида шудаанд.
6. Стандарти санҷиши AM 1.5 G
Дар озмоиши элементҳои фотоэлектрикӣ, истифодаи AM 1.5 G ҳамчун шарти стандартии спектрӣ маъмул аст. AM маънои массаи ҳаворо дорад ва AM 1.5 маънои онро дорад, ки роҳи нурҳои офтоб тавассути атмосфера якуним маротиба аз роҳи амудии мустақими офтоб тавассути атмосфера дарозтар аст. AM 1.5 G стандартест, ки дар саросари ҷаҳон васеъ истифода мешавад ва ҳолати спектрии нурҳои офтобро, ки дар рӯзи соф аз атмосфера ва сатҳи Замин мегузаранд, ифода мекунад, ки ба шиддати рӯшноии тақрибан 1000 Вт/м² мувофиқат мекунад. AM 1.5 G стандартест, ки дар саросари ҷаҳон истифода мешавад, ки шароити спектрии аз ҷониби рӯшноии аз атмосфера ва сатҳи Замин дар рӯзи соф гузаштан ба вуҷуд омадаро ифода мекунад ва ба шиддати рӯшноии тақрибан 1000 Вт/м² ва шиддати рӯшноии тақрибан 100,000 Люкс мувофиқат мекунад.
Истифодаи AM 1.5 G кафолат медиҳад, ки шароити озмоиш дар лаборатория то ҳадди имкон ба шароити воқеӣ наздик аст, то кори батареяҳои офтобӣ дар муҳити ҳаррӯза дақиқ арзёбӣ карда шавад.
7. Меъёрҳо ва шиддати рӯшноӣ дар дохили бино
Ҳамчунин стандартҳои миллӣ барои шиддати рӯшноӣ дар дохили бино мавҷуданд. Масалан, мувофиқи стандартҳои миллии дахлдори Чин (масалан, Стандарти тарроҳии равшании бино GB 50033-2013), фазоҳои дохили бино барои мақсадҳои гуногун талаботи гуногуни рӯшноӣ доранд. Умуман, сатҳи равшанӣ барои муҳити муқаррарии офис бояд тақрибан 300-500 люкс бошад, дар ҳоле ки стандарти равшанӣ барои синфхонаи мактаб баландтар аст, одатан аз 500 люкс болотар.
Барои шиддати рӯшноии дохили бино барои як метри мураббаъ, вақте ки ба қудрат табдил дода мешавад, он одатан аз 5-15 Вт/м² вобаста аст, ки ин аз намуди воқеии манбаи рӯшноӣ ва самаранокии рӯшноӣ вобаста аст. Ин шиддати рӯшноӣ аз стандарти нури офтоби берунӣ хеле пасттар аст, аммо барои фаъолиятҳои ҳаррӯза ва равшании дохили бино кофӣ аст.
8. Омилҳои муҳити зист, ки ба шароити рӯшноӣ таъсир мерасонанд
Илова бар омилҳои дар боло зикршуда, сояафканӣ аз ифлоскунандаҳо ба монанди чанг, поруи парранда, баргҳо ва ғайра низ метавонад ба шароити рӯшноии ҳуҷайраҳои фотоэлектрикӣ таъсир расонад ва бо ин васила қувваи тавлидшударо коҳиш диҳад. Ин монеаҳо ба қисме аз нури офтоб монеъ мешаванд, ки ба сатҳи ҳуҷайраи фотоэлектрикӣ мерасад ва боиси пайдоиши "таъсири нуқтаи гарм" мегардад, яъне ҳарорати ҳуҷайраи басташуда баланд мешавад, на танҳо самаранокиро коҳиш медиҳад, балки метавонад ба ҳуҷайра зарар расонад.
Барои пешгирӣ аз ин, ҳуҷайраҳои фотоэлектрикӣ бояд мунтазам тоза карда шаванд, то сатҳи онҳо тоза боқӣ монад ва ҷабби нур ба ҳадди аксар расад. Барои баъзе минтақаҳое, ки дар минтақаҳое ҷойгиранд, ки рег ва чанг зиёд аст ё фаъолияти зуд-зуди паррандагон, насб кардани рӯйпӯши худтозакунӣ ё насб кардани системаи тозакунӣ ҳарду роҳҳои ҳалли муассиртар мебошанд.
9. Хулоса
Шароити рӯшноӣ яке аз омилҳои калидӣ дар муайян кардани қувваи тавлидшуда аз ҷониби батареяҳои офтобӣ мебошад. Шиддати рӯшноӣ, кунҷи афтидан, давомнокии рӯшноӣ, шароити иқлимӣ ва таркиби спектрӣ ҳама ба самаранокии истеҳсоли нерӯи барқи батареяҳои фотоэлектрикӣ таъсири назаррас мерасонанд. Барои ба ҳадди аксар расонидани миқдори нерӯи тавлидшуда аз ҷониби батареяҳои офтобӣ, мо бояд ин шароити рӯшноиро ба назар гирем ва системаи фотоэлектрикиро мувофиқи мақсад тарҳрезӣ ва нигоҳдорӣ кунем, ба монанди насб кардани пайгирии офтоб, тоза кардани мунтазами панелҳо ва нигоҳ доштани ҳарорати дурусти корӣ.
Бо такмил додани тарҳрезӣ ва татбиқи пайвастаи ҳуҷайраҳои фотоэлектрикӣ, мо метавонем аз энергияи офтоб самараноктар истифода барем ва ба даст овардани дастрасии умумӣ ба энергияи тоза ва коҳиш додани партовҳои карбон саҳми мусбат гузорем.
