太陽電池パネルの発電量に対する温度の影響

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著者: John Stephens
作成日: 1 1月 2021
更新日: 20 11月 2024
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太陽光パネルの発電量を簡単に改善する方法
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太陽電池パネルは太陽光を電気に変換するので、日光が多いほど良いと思います。太陽光はあなたが見る光だけでなく、熱を運ぶ目に見えない赤外線でもあるため、常に真実とは限りません。太陽電池パネルは、多くの光が入れば優れた性能を発揮しますが、高温になると性能が低下します。

太陽光発電からのエネルギー

太陽電池パネルは、半導体材料で作られた個々のセルのアセンブリです。太陽電池が出力する電圧は、主に半導体の選択と半導体層の詳細によって決まります。最も一般的な選択肢であるシリコン太陽電池は、各セルから約0.5ボルトを出力します。太陽電池によって生成される電流は、太陽電池に当たる太陽光の量の関数です。より多くの太陽光が当たると、セルの限界までより多くの電流が生成されます。電力は、電流と電圧の積です。小型のソーラーパネルでは、36個のセルを配線して、合計2アンペアの電流で約18ボルトを生成できます。そのソーラーパネルは、18ボルトx 2アンペア= 36ワットのピーク電力定格です。 1時間点灯すると、36ワット時のエネルギーが生成されます。

電圧降下

ソーラーパネルメーカーは、1平方メートルあたり1,000ワットの日射で、摂氏25度(華氏77度)の標準条件で製品をテストします。日射量は、太陽光が太陽光の方向に垂直に各平方メートルにどれだけ当たるかを示す尺度です。日射は非常に晴れた日の正午頃に1平方メートルあたり1,000ワットを超える場合があり、それによりソーラーパネルがより多くの電流を生成し、より多くの電力を意味します。残念ながら、温度とは異なる話です。太陽電池の温度が摂氏25度を超えると、電流はわずかに上昇しますが、電圧はより急速に低下します。最終的な効果は、温度が上昇すると出力電力が減少することです。一般的なシリコンソーラーパネルの温度係数は、約-0.4〜-0.5パーセントです。これは、摂氏25度を超えるたびに、アレイからの電力出力がその割合だけ低下することを意味します。摂氏45度(華氏113度)で、温度係数が-0.4の40ワットのソーラーパネルは、37ワット未満を生成します。

オフセット温度

ソーラーパネルの性能は摂氏25度で示されており、温度が上昇すると低下します。幸いなことに、温度が下がると再び上昇します。温暖な地域にいる場合、夏の暑さで失われたパフォーマンスは、涼しく晴れた冬の日に返されます。それがあなたにとって十分な慰めではない場合、風の自然な冷却効果を利用するためにソーラーアレイを構築することもできます-電流を流してソーラーパネルから熱を運び去ります。屋根に取り付けられたシステムの場合、これはパネルと屋根の間に6インチのスペースを確保するのと同じくらい簡単です。蒸発冷却を使用することで、より積極的な冷却アプローチをとることができます。暑い日に汗が皮膚を冷却するのと同じように、水の蒸発を使用してパネルを冷却します。

その他の太陽材料

従来のシリコン太陽電池パネルに代わるものは、薄膜パネルの形で提供されます。それらは異なる半導体材料で作られており、その温度係数はシリコンの約半分です。薄膜パネルは、結晶シリコン太陽電池ほど高い効率で開始することはできませんが、高温に対する感度が低いため、非常に暑い場所に魅力的な選択肢となります。薄膜パネルは、対応する結晶パネルとまったく同じ方法で使用されますが、通常は効率が数パーセント低下します。温度係数の範囲は、約-0.2〜-0.3パーセントです。シリコンよりも高い効率で始まり、正の温度係数を持つ結晶材料もあります。これは、温度が上昇するにつれて良くなることを意味します。また、非常に高価であるため、特定のアプリケーションに使用が制限されます。しかし、最終的には、彼らは住宅に行くことができました。