Dahil sa popularidad ng renewable energy, unti-unting nagiging isa sa pinakamahalagang pinagmumulan ng green energy ang mga solar cell. Gayunpaman, maaaring hindi alam ng maraming tao na ang kahusayan sa pagbuo ng kuryente at ang pagbuo ng kuryente ng mga solar cell ay apektado ng iba't ibang salik, at ang pinakamahalaga ay ang mga kondisyon ng liwanag. Kaya, paano nakakaapekto ang mga kondisyon ng liwanag sa kuryenteng nalilikha ng mga solar cell? Ngayon, ating ipapasikat ang paksang ito.
1. tindi ng liwanag at pagbuo ng kuryente
Ang intensidad ng liwanag, sa madaling salita, ay ang lakas ng sinag ng araw sa bawat unit area. Para sa mga solar cell, mas mataas ang intensidad ng liwanag, mas maraming enerhiya ang natatanggap ng solar cell, at mas mataas din ang output power nito. Samakatuwid, sa maaraw na mga araw na may malakas na sikat ng araw, karaniwang mas mataas ang lakas na nalilikha ng mga solar cell.
Ang kapasidad ng pagbuo ng kuryente ng isang photovoltaic cell ay karaniwang sinusukat sa ilalim ng mga karaniwang kondisyon ng pagsubok sa tindi ng liwanag na 1000 W/m², na siyang karaniwang halaga na ginagamit sa mga laboratoryo upang gayahin ang liwanag mula sa maaraw na araw. Kapag tumataas ang tindi ng liwanag, tumataas din ang photovoltaic current sa solar cell, na siya namang nagpapataas sa output power; sa kabaligtaran, kung bumababa ang tindi ng liwanag, halimbawa sa maulap na araw o sa oras ng paglubog ng araw, ang kuryenteng nalilikha ng cell ay bumababa nang malaki.
Nag-iiba-iba ang tindi ng liwanag sa buong araw. Simula sa madaling araw, unti-unting sumisikat ang araw, unti-unting tumataas din ang tindi ng liwanag; sa tanghali, naaabot ng pinakamataas na antas ang tindi ng liwanag; sa hapon, habang unti-unting lumulubog ang araw sa kanluran, unti-unting humihina ang tindi ng liwanag hanggang sa tuluyang mawala ang paglubog ng araw. Ang pagbabagong ito sa tindi ng sikat ng araw ay direktang nakakaapekto sa pagbuo ng kuryente ng solar cell sa isang araw.
2. Anggulo ng liwanag at kahusayan sa pagbuo ng kuryente
Malaki rin ang epekto ng anggulo ng liwanag sa pagbuo ng kuryente ng mga solar cell. Kapag ang sikat ng araw ay tumatama nang patayo sa ibabaw ng solar cell, ang photovoltaic cell ay kayang sumipsip ng pinakamaraming enerhiya ng liwanag, at sa gayon ay makakakuha ng pinakamataas na enerhiya; at kapag ang sikat ng araw ay pahilig, bahagi ng liwanag ang mare-reflect, ang enerhiya ng liwanag na hinihigop ng baterya ay nababawasan, at ang pagbuo ng kuryente ay nababawasan din.
Upang mapakinabangan nang husto ang kahusayan ng mga selula sa pagbuo ng kuryente, maraming sistema ng solar ang may mga aparatong pansubaybay sa araw na awtomatikong nag-aayos ng anggulo ng mga PV cell ayon sa posisyon ng araw upang mapanatili ang pinakamainam na anggulo ng pagsikat. Ang teknolohiyang ito ay naging epektibo sa pagpapataas ng pangkalahatang pagbuo ng kuryente ng mga PV cell.
3. Ang epekto ng tagal ng liwanag sa pagbuo ng kuryente
Ang tagal ng liwanag ay isa ring mahalagang salik na nakakaapekto sa pagbuo ng kuryente ng mga solar cell. Kung mas mahaba ang oras ng liwanag sa isang araw, mas maraming kabuuang kuryente ang maaaring malikha ng isang solar cell. Ito ang dahilan kung bakit sa matataas na latitud, ang mga solar cell ay nakakalikha ng medyo mas kaunting kuryente dahil sa maiikling oras ng liwanag sa taglamig, habang sa mga lugar na may mahahabang oras ng liwanag, mas mataas ang dami ng kuryenteng nalilikha sa buong taon.
Bukod pa rito, ang mga pagbabago sa panahon ay nakakaapekto rin sa mga oras ng liwanag. Halimbawa, sa tag-araw, kapag mas mahaba ang mga araw, ang mga solar cell ay nakakalikha ng kuryente sa mas mahabang panahon; samantalang sa taglamig, kapag mas maikli ang mga araw, ang oras at kabuuang dami ng kuryenteng nalilikha ay natural na bababa.
4. Mga kondisyon ng klima at pagganap ng photovoltaic
Ang mga kondisyon ng klima ay maaari ring magkaroon ng malaking epekto sa kuryenteng nalilikha ng mga solar cell. Sa ilalim ng maulap at malabong kondisyon, ang mga sinag ng araw ay naharangan ng mga ulap o nakabitin na mga partikulo, na humahantong sa pagbawas sa dami ng enerhiya ng liwanag na natatanggap ng PV cell, at ang kuryenteng nalilikha ay lubhang mababawasan. Bukod pa rito, ang ulan at niyebe ay maaari ring makaapekto sa pagsipsip ng liwanag ng mga PV panel, na nagpapababa sa pagganap ng pagbuo ng kuryente ng mga cell.
Kapansin-pansin, ang pagganap ng mga PV cell ay hindi lamang nakasalalay sa lakas ng sikat ng araw, kung minsan ang sobrang lakas ng sikat ng araw ay maaaring hindi magandang bagay. Halimbawa, ang kahusayan sa pagbuo ng kuryente ng mga solar cell ay may posibilidad na bumababa sa ilalim ng mga kondisyon ng mataas na temperatura dahil ang pagtaas ng temperatura ay nagpapataas ng resistensya sa loob ng cell, na humahantong sa mas mababang pagbuo ng kuryente. Ito ang dahilan kung bakit, sa ilang mga lugar, pinapanatili ng mga tao na mas malamig ang kanilang mga PV module sa pamamagitan ng paggamit ng mga cooling system upang mapataas ang kanilang kahusayan sa pagbuo ng kuryente.
5. Epekto ng komposisyong ispektral
Ang sikat ng araw ay binubuo ng mga photon na may iba't ibang wavelength, na kilala bilang spectrum. Iba-iba ang pagsipsip ng mga solar cell ng iba't ibang wavelength ng liwanag, at ang mga pagkakaiba-iba sa komposisyon ng spectral ay maaari ring makaapekto sa kuryenteng nalilikha ng mga solar cell. Sa pangkalahatan, ang mga PV cell ay may pinakamataas na kahusayan sa pagsipsip para sa nakikitang liwanag at medyo mababa ang pagsipsip para sa ultraviolet at infrared na liwanag. Samakatuwid, ang pagganap ng pagbuo ng kuryente ng mga PV cell ay mas mahusay kapag mayroong mas maraming bahagi ng nakikitang liwanag sa spectrum.
Kapag maulap ang kalangitan, o sa madaling araw at gabi, nagbabago ang spectrum ng sikat ng araw, na may pagbaba sa nakikitang bahagi at pagtaas sa infrared na bahagi, at sa kasong ito, bumababa rin ang kahusayan sa pagbuo ng kuryente ng PV cell. Upang mapabuti ang spectral response ng mga photovoltaic cell, ilang pananaliksik ang inilaan sa pagbuo ng mga materyales na may kakayahang sumipsip ng mas malawak na hanay ng spectrum ng araw, tulad ng mga chalcogenide, na nagpakita ng mas mahusay na mga katangian ng pagsipsip ng liwanag sa ilalim ng mga kondisyon sa laboratoryo.
6. Pamantayan sa Pagsubok ng AM 1.5 G
Sa pagsubok ng mga photovoltaic cell, karaniwang ginagamit ang AM 1.5 G bilang pamantayang kondisyon ng spectral. Ang AM ay nangangahulugang Air Mass, at ang AM 1.5 ay nangangahulugan na ang landas ng mga sinag ng araw sa atmospera ay isa't kalahating beses na mas mahaba kaysa sa direktang patayong landas ng araw sa atmospera. Ang AM 1.5 G ay isang pamantayang malawakang ginagamit sa buong mundo at kumakatawan sa kondisyon ng spectral ng mga sinag ng araw na dumadaan sa atmospera at sa ibabaw ng mundo sa isang maaliwalas na araw, na tumutugma sa tindi ng liwanag na humigit-kumulang 1000 W/m². Ang AM 1.5 G ay isang pandaigdigang pamantayang ginagamit na kumakatawan sa mga kondisyon ng spectral na nalilikha ng liwanag na dumadaan sa atmospera at papunta sa ibabaw ng Earth sa isang maaliwalas na araw, at tumutugma sa tindi ng liwanag na humigit-kumulang 1000 W/m² at luminous intensity na humigit-kumulang 100,000 Lux.
Tinitiyak ng paggamit ng AM 1.5 G na ang mga kondisyon ng pagsubok sa laboratoryo ay pinakamalapit hangga't maaari sa aktwal na mga kondisyon upang tumpak na masuri ang pagganap ng mga solar cell sa pang-araw-araw na kapaligiran.
7. Mga pamantayan at intensidad ng ilaw sa loob ng bahay
Mayroon ding mga pambansang pamantayan para sa tindi ng liwanag sa loob ng bahay. Halimbawa, ayon sa mga kaugnay na pambansang pamantayan ng Tsina (hal., Building Lighting Design Standard GB 50033-2013), ang mga panloob na espasyo para sa iba't ibang layunin ay may iba't ibang pangangailangan sa liwanag. Sa pangkalahatan, ang antas ng liwanag para sa isang ordinaryong kapaligiran sa opisina ay dapat nasa humigit-kumulang 300-500 Lux, habang ang pamantayan ng liwanag para sa isang silid-aralan sa paaralan ay mas mataas, karaniwang higit sa 500 Lux.
Para sa intensidad ng liwanag sa loob ng bahay kada metro kuwadrado, kapag kinomberte sa kuryente, kadalasan ito ay nasa pagitan ng 5-15 W/m², depende sa aktwal na uri ng pinagmumulan ng liwanag at kahusayan ng liwanag. Ang intensidad ng liwanag na ito ay mas mababa sa pamantayan para sa sikat ng araw sa labas, ngunit sapat na para sa pang-araw-araw na gawain at pag-iilaw sa loob ng bahay.
8. Mga salik sa kapaligiran na nakakaapekto sa mga kondisyon ng liwanag
Bukod sa mga salik na nabanggit sa itaas, ang pagtatabing dulot ng mga pollutant tulad ng alikabok, dumi ng ibon, dahon, at iba pa ay maaari ring makaapekto sa kondisyon ng liwanag ng mga PV cell, kaya nababawasan ang kuryenteng nalilikha. Ang mga sagabal na ito ay pipigil sa bahagi ng sikat ng araw na makarating sa ibabaw ng photovoltaic cell, na siyang bumubuo ng tinatawag na "hot spot effect", ibig sabihin, ang temperatura ng nabaradong cell ay tumataas, hindi lamang binabawasan ang kahusayan, kundi maaari ring magdulot ng pinsala sa cell.
Upang maiwasan ito, kailangang regular na linisin ang mga PV cell upang matiyak na nananatiling malinis ang ibabaw at upang mapakinabangan ang pagsipsip ng liwanag. Para sa ilang lugar na matatagpuan sa mga lugar na maraming buhangin at alikabok o madalas na ginagawa ng mga ibon, ang pag-install ng self-cleaning coating o pag-set up ng cleaning system ay parehong mas epektibong solusyon.
9. Buod
Ang mga kondisyon ng liwanag ay isa sa mga pangunahing salik sa pagtukoy ng kuryenteng nalilikha ng mga solar cell. Ang tindi ng liwanag, anggulo ng pagdagsa, tagal ng liwanag, mga kondisyon ng klima at komposisyon ng spectral ay pawang may malaking epekto sa pagganap ng pagbuo ng kuryente ng mga PV cell. Upang mapakinabangan nang husto ang dami ng kuryenteng nalilikha ng mga solar cell, kailangan nating isaalang-alang ang mga kondisyon ng pag-iilaw na ito at idisenyo at panatilihing maayos ang PV system, tulad ng pag-install ng sun tracker, regular na paglilinis ng mga panel, at pagpapanatili ng wastong temperatura ng pagpapatakbo.
Sa pamamagitan ng patuloy na pag-optimize sa disenyo at aplikasyon ng mga PV cell, mas mabisa nating magagamit ang solar energy at positibong makapag-aambag sa pagkamit ng unibersal na access sa malinis na enerhiya at pagbabawas ng carbon emissions.
