Зміст:
Сонячні батареї є одним із найпопулярніших джерел відновлюваної енергії. Вони перетворюють сонячне світло на електричну енергію, яку можна використовувати для живлення різних пристроїв. Якщо ви плануєте встановити сонячну батарею, вам може бути цікаво дізнатися, як розрахувати її коефіцієнт корисної дії (ККД) – величину, що відображає ефективність перетворення сонячної енергії на електричну.
Для розрахунку ККД сонячної батареї необхідно врахувати кілька факторів. По-перше, важливо знати сонячні радіаційні характеристики у вашому регіоні – кількість сонячної енергії, яка падає на одиницю площі за певний період часу. Також слід врахувати частку сонячного світла, яка поглинатиметься сонячною батареєю.
Другий важливий фактор, що впливає на ККД сонячної батареї, – це якість батареї. Різні моделі сонячних батарей мають різну ефективність перетворення сонячної енергії. Вона може залежати від матеріалу, з якого виготовлені батареї, та від технології, що використовується в процесі виробництва. Тому перед покупкою варто ознайомитися з технічними характеристиками та відгуками щодо конкретної моделі.
Назва етапу | Опис етапу | Формула для розрахунку | приклад | |||
---|---|---|---|---|---|---|
Вихідні дані | Результат | Одиниці виміру | ||||
Площа сонячної батареї | Площа батареї, що займає сонячні панелі | площа_батареї = довжина_панелі * ширина_панелі | довжина_панелі = 1.5 м | площа_батареї = 1.5 м * 2 м = 3 м ² | м² | |
Сонячна інсоляція | Кількість сонячної енергії, що падає на одиницю площі батареї за одиницю часу | інсоляція = падаюча_енергія / площа_батареї | падаюча_енергія = 1000 Вт/м² | інсоляція = 1000 Вт/м² / 3 м² ≈ 333 Вт/м² | Вт/м² | |
Електрична потужність батареї | Максимальна сила електричного струму, що проходить через батарею | потужність = напруга * сила_струму | напруга = 12 В | сила_струму = 10 А | потужність = 12 В * 10 А = 120 Вт | Вт |
ККД сонячної батареї | Відношення корисної енергії, отриманої від сонячної батареї, до вхідної енергії сонячної інсоляції | ККД = корисна_енергія / (інсоляція * площа_батареї) | корисна_енергія = 90 Вт | ККД = 90 Вт / (333 Вт/м² * 3 м²) ≈ 0.091 | безрозмірна величина (0-1) |
Який ККД сонячних батарей?
Коефіцієнт корисної дії (ККД) серійних промислових сонячних батарей (оснащених електронікою кремнієвих модулів) за останні 10-15 років зріс від 16% до 20%, а в лабораторних екземплярах (не інкапсульованих елементах) – до 24-26%. Теоретична межа кремнієвих монокристалічних батарей – 29,4%.
Як розрахувати ефективність сонячних батарей?
Для цього скористаємося такою формулою: W = k Pw E, де k – поправочні коефіцієнти для зими та літа, Pw – потужність панелі, Е – показник сонячної радіації для зимового та літнього місяців. На виході отримуємо такі дані: Літо: W = 0.5 x 260 x 5.25 = 682.5 (Вт · год); Зима: W = 0.7 x 260 x 0.86 = 156,52 (Вт · год).
Чому сонячні батареї мають низький ККД?
ККД сучасних сонячних батарей Нинішній показник ефективності 15-30% у масовому виробництві панелей поки що дуже далекий від теоретично можливого рівня 85-88%. Проблема у його досягненні пов'язана з високою часткою вимушених втрат, що виникають на різних стадіях перетворення потоку фотонів на електричний струм.
Яка ефективність сонячних батарей?
Технічна продуктивність сонячних батарей Їх ККД становить від 13% до 17%.