به عبارت ساده، کارایی یک ماژول فتوولتائیک را می توان به عنوان نرخ تبدیل از نور خورشید به برق توصیف کرد. راندمان معمولی ماژول های PV در محدوده 15 تا 20 درصد است، در حالی که کارآمدترین ماژول های PV در بازار کمی بیش از 22 درصد کارایی دارند. برخی از نمونه های اولیه آزمایشگاهی به مقادیر بازدهی بالای 40 درصد رسیده اند، اما هنوز هم بسیار گران هستند و برای استفاده تجاری در دسترس نیستند.
کارایی یک ماژول فتوولتائیک نشان می دهد که چقدر نور خورشید به برق تبدیل می شود. به عنوان مثال، اگر یک پانل با بازده 20 درصد زیر 1000 وات نور خورشید قرار گیرد، 200 وات{3}}ساعت برق در ساعت تولید می کند.
اگر ماژول های PV برندهای مختلف همگی در معرض نور خورشید یکسان قرار گیرند، ماژول PV با بالاترین راندمان بیشترین مقدار برق (Kwh) را در روز تولید می کند.
1. چرا راندمان اینقدر کم است؟
کارایی ماژول های PV اغلب اشتباه گرفته می شود. نیروگاه های گاز طبیعی بیش از 50 درصد راندمان هستند و پنل های خورشیدی به نظر می رسد با 20 درصد بسیار ناکارآمد هستند. با این حال، اگر بتوانید این موارد را درک کنید، ممکن است بتوانید درک کنید:
گاز طبیعی، سوخت های فسیلی و غیره همگی در شرایط کنترل شده ظرفیت آزاد می کنند و تا حد امکان از اتلاف انرژی می کاهند و کار را به برق تبدیل می کنند.
زمانی که نور خورشید به طور معمول به سطح ماژول می تابد، ماژول فتوولتائیک بخشی از نور را به برق تبدیل می کند. برخی از طول موج های نور خورشید ظرفیت تولید برق ندارند یا ظرفیت تولید برق بسیار کم است و برخی از نور مادون قرمز اثر تولید گرما بهتری دارند و تولید گرما بر راندمان تبدیل فوتوالکتریک تأثیر می گذارد. بنابراین آنچه که ماژول های PV می توانند انجام دهند این است که تا حد امکان نور را جذب کنند، اما نمی توانند از همه آن استفاده کنند.
علاوه بر این، نیروی حرارتی باید سوخت‌های فسیلی را خریداری کند که در هنگام سوزاندن گازهای گلخانه‌ای تولید می‌کنند، در حالی که نور خورشید که به ماژول‌های PV اجازه کار می‌دهد رایگان و تمیز است.
ماژول های فتوولتائیک اغلب به دلیل ناکارآمد بودن مورد انتقاد قرار می گیرند و به نظر می رسد یک ماژول 1،{1}} وات، با بازده تبدیل 20 درصد، 800 وات را هدر می دهد. با این حال، در نظر بگیرید که قبل از اینکه هیچ ماژول PV وجود نداشته باشد، ما تمام 1000 وات نور خورشید را هدر دادیم!
این درست است که بگوییم ماژول های PV قدرت خود را از منابع فراوانی می گیرند که در غیر این صورت هدر می روند. علاوه بر این، در مقایسه با مقدار منابع، منابع سوخت‌های فسیلی محدود است و استخراج معادن مستلزم هزینه‌هایی است و تمام ناکارآمدی‌ها منجر به هدر رفتن سوخت، هزینه‌های عملیاتی و گازهای گلخانه‌ای بیشتر می‌شود.
حتی اگر راندمان تبدیل ماژول های فتوولتائیک تنها حدود 20 درصد باشد، منبع مخرج نور خورشید نامحدود است و تنها محدودیت این است که فضای کف ممکن است بزرگتر باشد، بنابراین دانشمندان در تلاش هستند تا بازدهی را بهبود بخشند و در هزینه ها تا حد امکان صرفه جویی کنند. .
حتی اگر ماژول های PV در انتهای پایین رده بازدهی قرار داشته باشند، تأثیری بر استفاده از انرژی خورشیدی ندارد. در عمل، بازده تبدیل کمتر اغلب به این معنی است که سیستم‌های خورشیدی به سرمایه‌گذاری ارزان‌تر و دوره‌های بازگشت بالقوه کوتاه‌تری نیاز دارند. راندمان بالاتر معمولاً به معنای فناوری پیشرفته تر است و بنابراین با قیمت های بالاتر همراه است. در این مورد، باید مطمئن شوید که پس انداز اضافی می تواند هزینه اضافی را جبران کند. ماژول های PV که به بالاترین ROI و کوتاه ترین دوره بازپرداخت می رسند، لزوما کارآمدترین نیستند.
2. چگونه می توان بازده ماژول های PV را محاسبه کرد؟
بازده ماژول های PV از طریق مجموعه ای از شرایط تست استاندارد (STC) محاسبه می شود که در سراسر صنعت خورشیدی استفاده می شود. آنها در شرایط آزمایشگاهی با منبع نور 1،000 وات بر متر مربع و دمای سطح ماژول PV 25 درجه آزمایش شدند. به همین ترتیب، منبع نور آزمایشی باید به طور کامل نور خورشید را که در جو منتشر می شود شبیه سازی کند.
هنگام نصب ماژول های PV در خانه ها و مشاغل، شرایط مزرعه با شرایط آزمایشگاهی ایده آل متفاوت است. در نتیجه، بازده واقعی به دست آمده توسط ماژول های PV با بازده آزمایشگاهی متفاوت است. با این حال، رتبه بندی بازده استاندارد برای مقایسه ماژول های PV در شرایط یکسان مفید است.
ماژول های PV را می توان تحت شرایط دیگری به نام NOCT نیز آزمایش کرد که نشان دهنده دمای اسمی عملکرد سلول است. این شرایط برای شبیه‌سازی مکان‌های پروژه معمولی طراحی شده‌اند و آزمون کارایی NOCT عواملی را که در آزمون STC نادیده گرفته شده‌اند، در نظر می‌گیرد. با این حال، به خاطر داشته باشید که هر دو مقادیر مرجع برای کارایی پانل هستند. برای درک عملکرد دقیقی که یک پنل خورشیدی می‌تواند در خانه شما به دست آورد، باید یک طراحی حرفه‌ای بر اساس ارزیابی سایت-به دست آورید.
علاوه بر این، گواهینامه رهبر ماژول فتوولتائیک CQC همچنین سطح محصولات بازده انرژی را مشخص می کند. محاسبه راندمان تبدیل ماژول با راندمان تبدیل باتری متفاوت است، زیرا ماژول شامل برخی مناطق اضافی غیر از سلول است، مانند قاب و شکاف بین سلول ها. صبر کن. رتبه کارایی این محصول را می توان از گواهی CQC PV Module Leader شناخته شد.
3. همچنین می توانید راندمان تولید برق ماژول های خود را افزایش دهید
با توسعه فناوری تولید سلول های خورشیدی، ماژول های فتوولتائیک کارآمدتر شده اند. این عامل خارج از کنترل صاحبان خانه و مشاغل با استفاده از قطعات است. با این حال، تصمیمات طراحی هوشمند می تواند کارایی سیستم های خورشیدی را نیز بهبود بخشد.
کاهش راندمان زاویه ای ماژول های PV یک عامل بسیار مهم در فرآیند طراحی است. جهت گیری ماژول های PV بر راندمان تولید برق تاثیر می گذارد و اگر در بهترین موقعیت، بهترین شیب قرار گیرند، تولید برق را افزایش می دهد:
ماژول های فتوولتائیک که نور خورشید را از جلو دریافت می کنند نسبت به آنهایی که نور خورشید را به صورت مورب دریافت می کنند، انرژی بیشتری تولید می کنند. در حالت ایده آل، اجزا باید جهت گیری داشته باشند که کارایی را در نور مستقیم خورشید به حداکثر برساند.
شرکت های خورشیدی از انواع راه حل های نرم افزاری برای محاسبه زاویه ماژول های PV برای حداکثر بازده استفاده می کنند. اگر در نیمکره شمالی زندگی می‌کنید، سقف‌های جنوبی-معمولاً بیشترین نور خورشید را دریافت می‌کنند، به استثنای فاکتور سایه‌زنی موانع. برای کشورهایی در نیمکره جنوبی، سقفی که رو به شمال باشد بهترین است.
ماژول‌های PV نصب‌شده روی زمین، انعطاف‌پذیری بیشتری در جهت‌گیری دارند و به براکت اجازه می‌دهند تا با محاسبه زاویه دقیقی که تولید برق از جهت براکت و عملکرد ردیابی براکت را به حداکثر می‌رساند، تنظیم شود.
همکاری با یک شرکت واجد شرایط EPC خورشیدی بسیار مهم است، انتخاب محصول مناسب و بررسی گواهینامه محصول آن مهم است، زیرا کیفیت نصب به اندازه کیفیت ماژول های PV مهم است.