En términos simples, la eficiencia de un módulo fotovoltaico puede describirse como la tasa de conversión de luz solar a electricidad. Las eficiencias típicas de los módulos fotovoltaicos están en el rango de 15 a 20 por ciento, mientras que los módulos fotovoltaicos más eficientes en el mercado tienen un poco más del 22 por ciento de eficiencia. Algunos prototipos de laboratorio han alcanzado valores de eficiencia superiores al 40 por ciento, pero aún son prohibitivamente caros y no están disponibles para uso comercial.
La eficiencia de un módulo fotovoltaico describe la cantidad de luz solar que se convierte en electricidad. Por ejemplo, si un panel con un 20 por ciento de eficiencia se coloca bajo 1000 vatios de luz solar, producirá 200 vatios-horas de electricidad por hora.
Si todos los módulos fotovoltaicos de diferentes marcas están expuestos a la misma luz solar, el módulo fotovoltaico con la mayor eficiencia generará la mayor cantidad de electricidad (Kwh) por día.
1. ¿Por qué la eficiencia es tan baja?
La eficiencia de los módulos fotovoltaicos a menudo se malinterpreta. Las centrales eléctricas de gas natural tienen una eficiencia superior al 50 por ciento, y los paneles solares parecen ser muy ineficientes al 20 por ciento. Sin embargo, si puede darse cuenta de esto, es posible que pueda comprender:
El gas natural, los combustibles fósiles, etc. liberan capacidad en condiciones controladas y reducen la pérdida de energía tanto como sea posible y convierten el trabajo en electricidad.
El módulo fotovoltaico convierte una parte de la luz en electricidad cuando la luz solar normalmente incide sobre la superficie del módulo. Algunas longitudes de onda de la luz solar no tienen capacidad de generación de energía o la capacidad de generación de energía es muy baja, y algunas luces infrarrojas tienen un mejor efecto de generación de calor, y la generación de calor afectará la eficiencia de conversión fotoeléctrica. Entonces, lo que pueden hacer los módulos fotovoltaicos es absorber la mayor cantidad de luz posible, pero no pueden usarla toda.
Además, la energía térmica debe comprar combustibles fósiles, que producen emisiones cuando se queman, mientras que la luz solar que permite que los módulos fotovoltaicos funcionen es gratuita y limpia.
Los módulos fotovoltaicos a menudo son criticados por ser ineficientes, y un módulo de 1,000-vatio, con una eficiencia de conversión del 20 por ciento, parece estar desperdiciando 800 vatios. Sin embargo, tenga en cuenta que antes de que no hubiera módulos fotovoltaicos, ¡desperdiciábamos los 1000 vatios de luz solar!
Sería cierto que los módulos fotovoltaicos derivan su energía de abundantes recursos que de otro modo se desperdiciarían. Además, en comparación con la cantidad de recursos, los recursos de combustibles fósiles son limitados y la minería requiere costos, y todas las ineficiencias conducirán al desperdicio de combustible, gastos operativos y más gases de efecto invernadero.
Incluso si la eficiencia de conversión de los módulos fotovoltaicos es solo del 20 por ciento, el recurso de la luz solar de su denominador es ilimitado, y la única limitación es que el espacio del piso puede ser más grande, por lo que los científicos están tratando de mejorar la eficiencia y ahorrar costos tanto como sea posible. .
Incluso si los módulos fotovoltaicos se encuentran en el extremo inferior de la clase de eficiencia, no afecta el uso de la energía solar. En la práctica, las eficiencias de conversión más bajas a menudo significan que los sistemas solares requieren inversiones más baratas y períodos de recuperación potencialmente más cortos. Una mayor eficiencia generalmente significa una tecnología más avanzada y, por lo tanto, viene con precios más altos. En este caso, debe asegurarse de que los ahorros adicionales puedan compensar el costo adicional. Los módulos fotovoltaicos que logran el ROI más alto y el período de recuperación más corto no son necesariamente los más eficientes.
2. ¿Cómo calcular la eficiencia de los módulos fotovoltaicos?
La eficiencia de los módulos fotovoltaicos se calcula a través de un conjunto de condiciones de prueba estándar (STC), que se utilizan en toda la industria solar. Se probaron en condiciones de laboratorio con una fuente de luz de 1000 vatios por metro cuadrado y una temperatura superficial del módulo fotovoltaico de 25 grados. Asimismo, la fuente de luz de prueba debe simular completamente la luz solar que se propaga a través de la atmósfera.
Al instalar módulos fotovoltaicos en hogares y negocios, las condiciones de campo difieren de las condiciones ideales de laboratorio. Como resultado, las eficiencias reales obtenidas por los módulos fotovoltaicos difieren de las eficiencias de laboratorio. Sin embargo, las clasificaciones de eficiencia estándar son útiles para comparar módulos fotovoltaicos en las mismas condiciones.
Los módulos fotovoltaicos también se pueden probar en otras condiciones denominadas NOCT, que representan la temperatura operativa nominal de la celda. Estas condiciones están diseñadas para simular sitios de proyectos típicos, y la prueba de eficiencia NOCT tiene en cuenta factores ignorados en la prueba STC. Sin embargo, tenga en cuenta que ambos son valores de referencia para la eficiencia del panel. Para comprender el rendimiento exacto que puede lograr un panel solar en su hogar, debe obtener un diseño profesional basado en una evaluación-in situ.
Además, la certificación líder de módulos fotovoltaicos CQC también estipula el nivel de eficiencia energética de los productos. El cálculo de la eficiencia de conversión del módulo es diferente de la eficiencia de conversión de la batería, porque el módulo contiene algunas áreas redundantes además de la celda, como el marco y el espacio entre las celdas. Esperar. La calificación de eficiencia de este producto se puede conocer a partir del Certificado de líder de módulos fotovoltaicos de CQC.
3. También puede aumentar la eficiencia de generación de energía de sus módulos
Con el desarrollo de la tecnología de fabricación de células solares, los módulos fotovoltaicos se han vuelto más eficientes. Este factor está fuera del control de los propietarios de viviendas y las empresas que utilizan componentes. Sin embargo, las decisiones de diseño inteligente también pueden mejorar la eficiencia de los sistemas solares.
La pérdida de eficiencia angular de los módulos fotovoltaicos es un factor muy importante en el proceso de diseño. La orientación de los módulos fotovoltaicos afecta la eficiencia de generación de energía, y si se colocan en la mejor posición, la mejor inclinación, aumentará la generación de energía:
Los módulos fotovoltaicos que reciben la luz del sol de frente generan más energía que los que reciben la luz del sol en diagonal. Idealmente, los componentes deben tener una orientación que maximice la eficiencia bajo la luz solar directa.
Las empresas solares utilizan una variedad de soluciones de software para calcular el ángulo de los módulos fotovoltaicos para lograr la máxima eficiencia. Si vive en el hemisferio norte, los techos-orientados al sur suelen recibir la mayor cantidad de luz solar, excluyendo el factor de sombra de las obstrucciones. Para los países del hemisferio sur, lo mejor es un techo-orientado al norte.
Los módulos fotovoltaicos-montados en el suelo tienen más flexibilidad en la orientación, lo que permite que el soporte se ajuste en consecuencia mediante el cálculo del ángulo exacto que maximiza la generación de energía a partir de la orientación del soporte y el rendimiento de seguimiento del soporte.
Es muy importante cooperar con una empresa calificada de EPC solar, es importante elegir el producto correcto y verificar su certificación de producto, porque la calidad de la instalación es tan importante como la calidad de los módulos fotovoltaicos.