太阳能电池板会过热吗?
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写道合格的太阳能工程师卡洛斯.上次更新:
太阳能电池板可能会过热。这是一个常见的假设,将炎热的气候与太阳能电池板的良好条件联系起来,然而,事实是,高环境温度条件不利于太阳能电池板。实际上,这是导致性能下降的主要原因之一,如果考虑不当,可能会降低能源产量。因此,如果你的位置很热,那么这将是非常好的产品,如露营太阳淋浴,但绝对不是太阳能光伏。
为了准确描述太阳能电池板是如何过热的,我们必须首先了解太阳能光伏系统设计背后的一些基本理论。
太阳能电池板和测试条件
新的太阳能电池板模型必须通过一系列的实验室测试标准测试条件(STC)和额定工作电池温度(noct)与特定环境条件下模块的性能和功率输出有关。这篇文章可以了解更多内容太阳能电池板如何评级.
STC称为以下实验室条件:
辐照度= 1千瓦/ m2
温度= 25°C
空气质量= 1.5 am。
另一方面,NOCT条件下测试太阳能电池板的参数如下:
辐照度= 800 W / m2
风速= 1米/秒
环境温度= 20°C
表面温度= 45°C
如您所见,STC和Noct之间存在重要差异。Nogt条件代表比STC更现实的方法,因为它们认为800 W / m的辐照度值2和太阳能电池中45°C的操作温度。
但是,STC被认为是主要参考调整光伏系统.功率输出、效率、电压和电流值通常与STC条件有关。问题在于现实世界的条件可能与STC非常不同,因此太阳能设计人员必须使用技术数学表达式根据现实世界的条件来估计新的值。
温度对太阳能电池板性能的影响
温度是一种环境参数,深深地影响光伏模块的电压。由于电压深受影响,功率输出中的效果也很重要。另一方面,电流值中的温度效果在技术上可以忽略不计。
低温值上升模块中的电压,而高温值会降低太阳能电池板的电压。由于电源等于电流乘以电压(P = V * I),因此低温条件提高了模块的性能和效率,而高温降低功率输出并导致其他热损失。
PV电池的操作温度根据环境温度和辐照度值而变化。为了估算模块的新工作温度值,太阳能设计师使用下面的表达式,其中IC代表模块上的估计辐照度。
然后,使用这个新的操作温度(t细胞),必须考虑另一个重要参数,可以在任何太阳能电池板的任何数据表中找到:温度电压系数。该系数表示太阳能电池板在模块的工作温度增加的增加1°C的电压输出的速率。
利用另一个表达式和这个系数,可以估计新的开路电压和最大功率点电压。式中为开路电压的温度系数。
在凉爽温度条件下的太阳能电池板类似于Nogt温度值(45°C),然而,在热温条件下,操作细胞温度可以达到高达70°C的值。
太阳能电池板如何在热气氛中工作?
我们了解到,太阳能电池板利用太阳辐射发电,但这种能源来源有两个组件:光和热。太阳能电池板使用作为主要能量的主要光粒子然而,要转化成电能,热量成分不是用来发电的。
热量通常与高温和高相对湿度相关。如上所述,高温对太阳能电池板的性能产生负面影响。对于光伏系统而言,相对湿度值升高,因为它们可以导致其他问题,如存在的水分,分层,漏电流,模块劣化和电流值的降低。
此外,如果我们在倾斜的屋顶安装太阳能电池板,那么炎热气候也会出现另一个问题。模块背后的空气循环是保持模块冷却并降低热损失的必要条件。
如果模块太靠近屋顶,则在其背后没有足够的气流,这也导致更高的温度值,电源进一步损失,并且还在电压值中降低。地面安装系统没有那个问题,因为空气在模块后面自由流动。
换句话说,太阳能电池板确实可以过热。如果您的太阳能电池板过热,那么它将意味着降低模块的效率和性能。已经说,这并不意味着该模块将被过剩的热量损坏。
根据您使用太阳能技术的应用,过热的效果可以更大或更小。如果您打算使用太阳能技术来供电太阳能LED野营灯或者太阳能滑动门开启器它提供了非常小的应用,可以忽略过热的影响。然而,在住宅和商业规模的光伏系统上,过热对太阳能电池板的影响可能是相当大的。
太阳能电池板在湿热测试下进行测试,该测试将模块置于高温下1000小时,如85°C和85%的相对湿度。为了使模块商业化,它必须通过这个测试和热循环测试,其中包括200个在-40°C和85°C之间的温度变化周期。你可以想象,如果太阳能电池板可以通过这个,那么它就不太可能被你所在位置的温度值损坏。
如果你的位置很热,该怎么办?
你需要知道的第一件事是,如果你所在位置的环境温度在夏季高达40°C - 50°C,那么你的太阳能电池板将无法高效工作,不幸的是,你对此无能为力。
但是,有一些细节可以在安装PV系统时考虑以最小化这些损失。
讨论了温度系数对太阳能电池板电压的影响。在非常炎热的地方选择一个具有高温系数的太阳能电池板是一个非常糟糕的主意。在这里,太阳能设计师有责任注意温度系数的值,并选择系数最低的太阳能电池板,以尽量减少温度在模块中的影响。
如果你想知道哪个是行业中温度系数最低的太阳能电池板,那么请检查松下的HIT模块(温度系数是-0.258 % /℃-行业中最低)。
而且,忘了屋顶安装系统。在热气候环境中,必须最大限度地提高空气冷却,因此必须安装地面安装系统,以允许模块尽可能冷却本身。
最后,热门地点通常归因于沙漠或有很多灰尘的地区。考虑到灰尘,沙尘暴和污染因素的影响可能在光伏系统的能源产量中的影响,也是您阵列的太阳能设计师考虑到的重要性。
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