يعد إنتاج الطاقة من الألواح الشمسية أحد المواصفات الأولى التي ينظر إليها المشترون عند مقارنة الوحدات الكهروضوئية. ومع ذلك، فإن القوة الكهربائية المطبوعة على اللوحة الشمسية تمثل قوتها المقدرة في ظل ظروف الاختبار القياسية بدلاً من الكمية الدقيقة من الكهرباء التي ستنتجها طوال اليوم.
إن فهم العوامل الكامنة وراء إنتاج الألواح الشمسية يمكن أن يساعد المشترين على اتخاذ قرارات أفضل عند تصميم أو شراء نظام كهروضوئي.
ماذا تعني القوة الكهربائية للألواح الشمسية؟
يتم التعبير عن طاقة الألواح الشمسية بشكل عام بالواط (W).
على سبيل المثال، تتمتع اللوحة الشمسية بقدرة 100 واط بقدرة قصوى تبلغ 100 واط في ظل ظروف اختبار محددة. وبالمثل، تمثل الوحدات بقدرة 400 وات و500 وات و600 وات فئات طاقة اسمية مختلفة.
تقوم الخلايا الكهروضوئية بتحويل ضوء الشمس إلى كهرباء من خلال التأثير الكهروضوئي. يتم توصيل خلايا متعددة معًا لتكوين وحدة، بينما يمكن توصيل وحدات متعددة لإنشاء مجموعة شمسية أكبر.
وبالتالي فإن القوة الكهربائية المقدرة مفيدة لمقارنة الوحدات، ولكن لا ينبغي تفسيرها على أنها إخراج مستمر مضمون.
الإشعاع الشمسي
تعد كمية ضوء الشمس التي تصل إلى اللوحة أحد أهم العوامل التي تؤثر على الإخراج الفعلي.
يوفر المزيد من الإشعاع الشمسي المتاح بشكل عام المزيد من الطاقة للخلايا الكهروضوئية لتحويلها إلى كهرباء. يمكن أن يؤدي الغطاء السحابي والظروف الجوية والتظليل وموضع الشمس إلى تغيير مقدار الإشعاع الذي تستقبله الوحدة.
ولهذا السبب قد تنتج اللوحة الشمسية كميات مختلفة من الكهرباء في أوقات مختلفة من اليوم وتحت ظروف جوية مختلفة.
درجة حرارة
تؤثر درجة الحرارة أيضًا على الأداء الكهروضوئي.
تعمل الخلايا الشمسية بشكل عام بكفاءة أكبر عند درجات حرارة منخفضة، في حين أن درجات الحرارة المرتفعة يمكن أن تقلل الجهد وبالتالي تؤثر على خرج الطاقة.
وهذا مهم بشكل خاص في المناطق ذات أشعة الشمس القوية ودرجات الحرارة المحيطة المرتفعة. قد يظل الموقع الذي يتمتع بإشعاع شمسي ممتاز يعاني من خسائر في الإنتاج عندما تصبح درجات حرارة تشغيل الوحدة مرتفعة.
لهذا السبب، تعتبر معاملات درجة حرارة الوحدة مواصفات مفيدة عند تقييم الألواح الشمسية لمناخات مختلفة.
تظليل
حتى التظليل الجزئي يمكن أن يؤثر على إنتاج الطاقة للمصفوفة الشمسية.
ولذلك ينبغي أخذ الأشجار والمباني والأعمدة ومعدات الأسطح والعوائق الأخرى في الاعتبار أثناء تخطيط النظام.
يعتمد تأثير التظليل على بنية النظام وتكوين الوحدة. يمكن أيضًا أن تؤثر تقنيات مثل إلكترونيات الطاقة على مستوى الوحدة-على كيفية تأثير التظليل على المصفوفة.
اتجاه اللوحة وإمالتها
يحدد اتجاه وزاوية اللوحة الشمسية مقدار ضوء الشمس الذي يصل إلى سطحها.
يعتمد الاتجاه والميل الأمثل على الموقع الجغرافي وتصميم المشروع. تشير وزارة الطاقة الأمريكية إلى أن هياكل التركيب مصممة وفقًا لعوامل مثل خطوط العرض المحلية والتوجيه ومتطلبات الحمل الكهربائي.
يمكن أن يؤدي الوضع السيئ إلى تقليل كمية ضوء الشمس التي تلتقطها الوحدة حتى عندما تتمتع اللوحة نفسها بقدرة عالية.
كفاءة الألواح الشمسية
تصف الكفاءة مدى فعالية الخلية الشمسية في تحويل الطاقة الشمسية الواردة إلى طاقة كهربائية.
يمكن لوحدة ذات كفاءة أعلى- أن تنتج المزيد من الطاقة من مساحة معينة من منطقة التثبيت، بافتراض ظروف قابلة للمقارنة. يمكن أن يكون هذا مفيدًا بشكل خاص عندما تكون المساحة المتاحة على السطح أو الأرض محدودة.
ومع ذلك، لا ينبغي النظر إلى الكفاءة بشكل منفصل عن أبعاد الوحدة ومعدل الطاقة وخصائص درجة الحرارة وتصميم النظام.
تكنولوجيا اللوحة
يؤثر نوع التكنولوجيا الكهروضوئية أيضًا على أداء الوحدة.
تشتمل خيارات السيليكون-البلورية الشائعة على الألواح الشمسية أحادية البلورية والألواح الشمسية من النوع N-TOPCon. تقدم الوحدات ثنائية الوجه اعتبارًا آخر للتصميم لأنها يمكن أن تجمع الضوء من الجانب الخلفي وكذلك الأمامي في ظل ظروف التثبيت المناسبة.
فهم المخرجات العالمية-الحقيقية
يتأثر الإنتاج الفعلي للطاقة الشمسية بعوامل متعددة وليس بمواصفات واحدة.
يمكن للحرارة والأوساخ والتظليل والظروف البيئية الأخرى أن تقلل من الطاقة المحصودة مقارنة بظروف الاختبار المعملية أو القياسية.
ولذلك، عند مقارنة الألواح الشمسية بقدرة 400 واط أو 500 واط أو 600 واط، يجب على المشترين النظر إلى ما هو أبعد من القوة الكهربائية والنظر في تصميم النظام الكامل وبيئة التشغيل المتوقعة.