Bara för att solen skiner betyder det inte nödvändigtvis att din hemkraftverksproduktion är hög!
Även om juli och augusti har den bästa solinstrålningen är elproduktionen inte den högsta. De månader med högst elproduktion för solcellsanläggningar för hemmabruk är april och maj. Den optimala temperaturen för solcellsmoduler är 24-25 grader Celsius. Höga temperaturer på sommaren är inte lika med hög effekt från ett kraftverk; höga temperaturer och hög luftfuktighet ökar istället belastningen på kraftverket och medför många negativa effekter.
Varför? Detta beror på solcellsmodulernas temperaturhöjning.
På grund av modulens temperaturegenskaper leder temperaturökningen till att modulens uteffekt minskar. Vid varmt sommarväder kan temperaturen på modulens baksida nå upp till 70 °C, och temperaturen på cellerna i modulen kan till och med överstiga 80 °C.
Med temperaturkoefficienten 0,4 %/°C för solcellsmodulens effekt som exempel är modulens toppeffekt vid 25°C 300 W. Toppeffektförlusten vid 80°C = 0,4 %/°C * (80-25)°C = 22 %, toppeffekt = 300 W * (1-22 %) = 234 W. Det framgår alltså att temperaturökningen leder till en allvarlig effektförlust för modulen, under andra förhållanden är den oförändrad. Detta innebär att 22 % mindre el produceras.
Nu är det inte bara fler och fler användare på landsbygden som bygger skjul av färgat stål för att bygga kraftverk, utan det finns också fler kommersiella och industriella distribuerade kraftverk med tak av färgat stål, som vanligtvis är utformade för att läggas platt, med solcellsmoduler överallt.
Denna typ av kraftverk, nära kanten av positionen av komponenterna för vindsidan, enkel ventilation, komponenttemperaturen är låg; ju längre bort från kanten av positionen, ventilationseffekten är dålig, komponenttemperaturen är stigande trend. De olika driftstemperaturerna för modulerna på olika platser leder till ojämna prestanda för samma modulsträng, vilket så småningom kommer att påverka hela strängens elproduktion och påverka hela kraftverkets elproduktion i olika grad.
Effekterna av höga temperaturer på modulerna är huvudsakligen följande fyra punkter.
För det första leder det till att solcellsmodulernas utgångseffekt sjunker.
Solcellsmoduler har i allmänhet tre temperaturkoefficienter: spänning i öppen krets, toppeffekt och kortslutningsström. När temperaturen stiger sjunker solcellsmodulens uteffekt. Den högsta temperaturkoefficienten för solcellsmoduler ligger ungefär mellan -0,38 ~0,44 %/°C, dvs. när temperaturen stiger minskar solcellsmodulernas uteffekt. Teoretiskt sett minskar uteffekten av solcellsanläggningar med ungefär 0,44 % för varje grad av temperaturökning.
I praktiska studier har kristallina kiselsolceller visat sig producera cirka 20 procent mer energi vid en temperatur på cirka 20 grader än vid 70 grader. Med andra ord, om platsen där solcellsanläggningen installeras har genomsnittliga ljusförhållanden, men den årliga medeltemperaturen är relativt låg, är det faktiskt fördelaktigt för solcellsanläggningen att producera mycket mer el än i områden där ljuset är för starkt och temperaturen för hög.
Hur kan temperaturökningen hos solcellsmoduler minskas på sommaren?
Solcellsmoduler på taket, som människor, sommarvärmen, men också för att ventilera och kyla ner, för att förhindra "värmeslag"!
För kraftverk med solcellsmoduler som ligger platt på taket rekommenderas att ventilationskanalerna renoveras, med ventilationskanaler som läggs till högst var fjärde pelare, så att modulens båda ändar kan få värmeavledning genom vinden, vilket sänker modulens temperatur och förbättrar dess elproduktionskapacitet samt underlättar det dagliga underhållet och rengöringen.
För det andra påverkar livslängden för växelriktarens kärnkomponenter.
I solcellssystem är solcellsmoduler rädda för värme, och det är även växelriktaren. Omriktaren består av många elektroniska komponenter och huvuddelarna alstrar värme när de arbetar. Om temperaturen i växelriktaren är för hög minskar komponenternas prestanda, vilket i sin tur påverkar växelriktarens livslängd. Ventilation och kylning kommer att beaktas, medan förläggning av ledningar och kablar samt utformning och installation av arrayer bör övervägas för att se om temperaturen kan användas på ett rimligt sätt för att undvika temperaturens negativa effekter på solcellsanläggningen.
Så hur ger man solcellsanläggningens växelriktare ett bra solskydd vid hög temperatur?
Kraftverket har också en kärnutrustning inverter, installerad på taket av invertern, direkt solljus på sommaren, kan temperaturen på de interna komponenterna i invertern nå mer än 80 grader, om det inte finns någon bra värmeavledning och ventilation, kommer hög temperatur att leda till att solinverterns effekt minskar, kommer också att påskynda åldrandet av de interna komponenterna i solinvertern, maskinen är benägen att misslyckas.
Därför måste solomriktaren skyddas från den höga temperaturen i solcellsanläggningen! Att lägga till en solskyddsanordning till växelriktaren är inte bara relaterat till växelriktarens prestanda och livslängd, utan också till den mängd el som ägaren genererar. Om det finns förutsättningar kan du naturligtvis också bygga en enkel skugga för solomvandlaren, så länge den kan förhindra direkt solljus är de nödvändiga omvandlingskostnaderna också värda det.
För det tredje påverkar bildandet av en hot spot-effekt modulens livslängd.
För höga lokala temperaturer kan ge upphov till heta punkter som påverkar solcellsmodulens livslängd. Hot spot-effekten innebär att en solcellsmodul som är skuggad i en serie grenar under vissa förhållanden kommer att användas som en belastning för att förbruka den energi som genereras av andra solcellsmoduler som har ljus, och den skuggade solcellsmodulen kommer att värmas upp vid denna tidpunkt. Hot spot-effekten kommer till viss del att förstöra solcellerna, en del av den energi som produceras av solcellerna med ljus kan förbrukas av de skuggade cellerna, och hot spot-effekten i solcellsanläggningar kommer direkt att leda till en 30-procentig minskning av livslängden för solcellsmoduler, vilket kan leda till att moduler går sönder på lång sikt.
Under högsäsongen skuggas solcellsmodulerna av fågelspillning, ogräs, löv etc. och är benägna att drabbas av hot spot-effekten, då den lokala temperaturen på solcellsmodulerna kan nå över 100 °C. Hot spot-effekten minskar solcellsmodulens prestanda, vilket resulterar i en förlust av uteffekt för hela kedjan av solcellsmoduler.
Hur kan man upptäcka och förebygga hot spot-effekten i solcellsanläggningar?
Under den varma sommarsäsongen kan yrkesverksamma uppmanas att utföra kontroller med infraröd värmekamera på solcellsanläggningar för att identifiera problem och lösa dem i tid för att undvika förluster i kraftverken och säkerhetsolyckor.
För det fjärde orsakar PID-effekten fel på komponenter.
PID-effekten (Potential Induced Degradation), även känd som potentialinducerad nedbrytning, är inkapslingsmaterialet i batterimodulen och dess övre och undre ytmaterial, cellen och dess jordade metallram mellan högspänningseffekten av jonmigration och orsakar fenomenet försämring av komponenternas prestanda. Felaktig kylning av solcellsanläggningar i varmt väder kan lätt ge upphov till PID-effekten och orsaka modulfel. Anledningen till detta är att det är svårt att hålla solcellsmoduler förseglade under långa perioder, eftersom de växelvis utsätts för vattenånga och höga temperaturer under användning. Detta kan leda till att en stor mängd laddning samlas på cellytan i modulen, vilket påverkar passiveringseffekten och slutligen leder till att modulens effektivitet sjunker, och att elproduktionen till och med minskar med mer än hälften.
Sedan PID-effekten upptäcktes 2005 har den varit ett stort problem för solcellsföretag och forskningsinstitut. Även om orsakerna till detta inte är helt klara, är det allmänt accepterat att PID-effekten är mer sannolik att uppstå i kustområden där luftfuktigheten ökar och salthalten är hög.
Hur kan PID-effekten förhindras i solcellsmoduler?
I långvariga experiment har industrin också gett några metoder för att förhindra PID-effekten. De tre viktigaste är följande: negativ jordning av seriemodulen eller en positiv spänning mellan modulen och jorden nattetid; ytterligare förbättring av EVA-filmens livslängd och kvalitet och optimering av inkapslingsprocessen; ändring av cellens emitter och SiN-minusreflektionsskiktet.
Tempererat klimat. När temperaturen stiger minskar den solcellsbaserade omvandlingseffektiviteten. På grund av klimatets inverkan kommer det att finnas en vanlig temperaturförlust på 2 % eller 3 %, och förlusten på grund av höga temperaturer i tropiska områden kommer att vara ungefär tre gånger så stor som ovan, vilket direkt leder till en minskning av kraftverkets elproduktionskapacitet.
Slutsats: Solcellsanläggningar är känsliga för höga temperaturer, vilket i viss mån kan förbättras genom en rimlig utformning av systeminstallationen. Säkerställ ventilation och värmeavledning av moduler och växelriktare, distributionslådor, rimlig designlayout enligt lokala förhållanden, avlägsnande i tid av ackumulerad aska på solcellspaneler, se till att modulerna omges av öppenhet och är fria från skräp, och var uppmärksam på kabelunderhåll för att uppnå den mest ideala avkastningen av elproduktion.