Hvordan forskellige skyggeforhold påvirker ydeevnen af ​​solceller forbundet i serie

Store forhindringer, som skyer og bygninger, kan blokere sollys i at nå solceller, men mindre kilder, såsom støv og blade, kan også skabe lignende problemer. At forstå, hvordan tabet af indkommende stråling påvirker effektudgangen, er afgørende for at optimere solcelleteknologien, som omdanner lys til elektricitet og er en vigtig bidragyder til den grønne energiomstilling.

I Journal of Renewable and Sustainable Energy , forskere fra Shanghai Polytechnic University, Shanghai Engineering Research Center of Advanced Thermal Functional Materials og Shanghai Solar Energy Research Center Co. Ltd undersøgte, hvordan forskellige skyggeforhold påvirker ydeevnen af ​​enkeltsolceller og tocellesystemer forbundet i serie og parallelt.

"I den virkelige verden er fotovoltaiske celler nogle gange skygget af forhindringer, hvilket væsentligt ændrer mængden af ​​indkommende lys," sagde forfatter Huaqing Xie, fra Shanghai Polytechnic University og Shanghai Engineering Research Center for Advanced Thermal Functional Materials. "Forringelseseffekterne gør strømoptimering vanskelig og resulterer i betydeligt strømtab."

Fotovoltaik forbundet i serie skaber en enkelt vej med elektronerne, der strømmer fra en celle til den næste. I modsætning hertil giver celler parallelt to baner, som elektroner kan rejse igennem, for derefter at rekombinere senere. I praktiske applikationer er netværk af solceller forbundet i serie og parallelt for at udvide udgangsstrømmen og effektkapaciteten.

Holdet fandt, at faldet i udgangsstrømmen for en enkelt celle eller to celler forbundet parallelt var næsten identisk med forholdet mellem skygge og sollys. Men for to celler, der kørte i serie, var der for meget strømtab og en stigning i temperaturen, hvilket kan forårsage yderligere outputforringelse. For eksempel, med 29,6 % af seriens solcellemodul i skyggen, faldt strømmen med 57,6 %.

"Vores undersøgelse viser, at mange faktorer, herunder skyggeområde, skygger på forskellige celler i modulet og forbindelsen af ​​celler og moduler, kan påvirke ydeevnen," sagde Xie.

Tidligere undersøgelser har undersøgt konsekvenserne af skygge på store solcellemoduler, men har stort set ignoreret enkeltceller og simple systemer.

"I disse komplicerede systemer kan skygger på en enkelt celle spille en afgørende rolle for systemets output og pålidelighed," sagde Xie. "Derfor er undersøgelse af enkeltceller eller et simpelt arrangement af to forbundne celler nødvendigt for udvikling af solpaneler."

I fremtiden håber forfatterne at undersøge den mikroskopiske interaktionsadfærd og mekanismer i fotovoltaiske celler udsat for forskellige skygger.

Artiklen, "Eksperimentel undersøgelse af effekttabet af en enkelt solcellecelle og to serie- og parallelforbundne celler med delvise skygger," er forfattet af Xiaoxue Guo, Jiapu Zou, Zihua Wu, Yuanyuan Wang og Huaqing Xie. Artiklen vil blive vist i Journal of Renewable and Sustainable Energy den 27. september 2022. + Udforsk yderligere

Omarrangering af lagene i solcellemoduler kan hjælpe med at forbedre effektiviteten