Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Energi

Hvordan påvirker temperaturen solpaneler?

Photovoltaic solceller er halvledermaterialer konstrueret til at konvertere sollys til elektricitet. Du kan tænke på en halvleder som en tom hylde over en kasse fuld af hoppekugler - hvor bolde er som elektroner i en halvleder. Kuglerne i kassen nedenfor kan ikke bevæge sig meget langt, så materialet udfører dårligt. Men hvis en bold hopper op til hylden, kan den rulle meget let, så materialet bliver til en god leder. Når sollys kommer ind i en halvleder, kan det løfte en bold ud af kassen og lægge den på hylden. Du ville tænke jo mere sollys, jo bedre - flere bolde sat på hylden, mere strøm fra solcellen. Men mere sollys kan også betyde højere temperaturer - og højere temperaturer reducerer generelt strømmen fra en solcelle.

Halvledere

Når sollys kommer ind i en solcelle, tilføjer det energi til elektroner, men de energiske elektroner gør ikke nogen noget godt i solcellen - de er nødt til at komme ud. Så solceller er konstrueret, så hylderne er i en vinkel. En bold på hylden ruller hurtigt ned. Hvis du bygger et rør fra den lave kant af hyldeviklingen rundt til kassen nedenfor, vil ballerne strømme ud af solcellen og tilbage. Det er mere eller mindre hvad der sker, når elektriske ledninger er tilsluttet en solcelle - elektroner optages af sollys og skubbes ind i et kredsløb.

Strøm fra en solcelle

I elektriske termer , strøm er spændingstider aktuelle. Nuværende refererer til antallet af elektroner, der skubbes ud af solcellen, og spændingen refererer til den "push", som hver elektron får. Tænker tilbage til kassen og hylden, det nuværende er antallet af bolde, der sættes på hylden hvert sekund, og spændingen er hvor høj hylderne er.

Når solen bliver lysere. det giver energi til flere elektroner - løfter flere bolde på hylden - men hylden bliver ikke højere. Det vil sige, at spændingen ud af en solcelle afhænger af, hvordan solcellen er bygget, mens maksimal strøm afhænger af, hvor meget sollys det absorberer. Spændingen og strømmen afhænger også af nogle andre faktorer. En af dem er temperatur.

Temperatureffekter

Temperaturen måler, hvor meget der flytter rundt. I tilfælde af en halvleder måler temperaturen, hvor meget elektronerne bevæger sig rundt og hvor meget holderne til disse elektroner bevæger sig rundt. Igen tænker på hylden og kuglen af ​​kugler, når en halvleder er varmere, er det som om kuglerne kurerer og hopper rundt i kassen og hylderne ovenfor vibrerer op og ned.

I en varm sol celle, kugler ballerne allerede lidt rundt, det er lettere for sollys at hente dem op og lægge dem på hylden. Fordi hylden vibrerer op og ned, er det også lettere for boldene at komme ind på hylden, men fordi de ikke er så høje, ruller de ikke så hurtigt. Det vil sige, når en silicium solcelle bliver varmere, genererer den mere strøm, men mindre spænding. Desværre er det bare lidt mere strøm og meget mindre spænding, så resultatet er, at strømmen falder.

Solar Panel Output

Solpaneler er bygget af en hel masse solceller sammen. Forskellige producenter bygger deres paneler anderledes, så du kan finde et solpanel med 38 celler og en anden med 480 celler. Selv med forskelle i fremstilling af silicium solpanel er materialet stort set det samme, så temperaturvirkningerne er også næsten identiske. Typisk falder silicium-solcelleffekten omkring 0,4 procent med hver grad Celsius (1,8 grader Fahrenheit).

Temperaturen refererer til den faktiske materialetemperatur og ikke lufttemperaturen, så på en solskinsdag er det ikke det usædvanligt for et solpanel at nå 45 grader C (113 grader F). Det betyder, at et panel vurderet til 200 watt ved 20 grader C (68 grader F) vil kun sætte 180 watt.

Klik for at udvide hele teksten