Hvorfor solpaneler ikke altid lever op til forventningerne

Behovet for at skifte til vedvarende energikilder som vind og sol har aldrig været mere presserende. I takt med at gashanen langsomt lukkes, bliver elektriciteten dyrere og dyrere, og virkningerne af det opvarmende klima bliver smerteligt synlige, flere og flere anskaffer sig solpaneler.

Solpanelernes ydeevne er blevet grundigt testet i laboratoriet. Men leverer disse PV-systemer virkelig, hvad de lover? Forsker Bin Meng besluttede at teste solpanelerne i det virkelige liv. Han fandt ud af, at ydeevnen af ​​de testede PV-systemer i gennemsnit er 6 procent lavere end forventet. Vi talte med Meng for at finde ud af, hvad der sker.

I Holland har hver femte husstand allerede fotovoltaiske paneler (PV) installeret på deres tage, hvilket gør dette land til førende i Europa inden for installeret solenergikapacitet pr.

Før folk beslutter sig for at installere solpaneler på deres tage, ofte med at bruge tusindvis af euro, vil de gerne vide, hvor meget strøm de vil generere. Et nøjagtigt skøn over udbyttet vil fortælle dem, hvor mange år det vil tage at tjene deres dyrebare investeringer tilbage. Korrekte forudsigelser har også betydning for producenterne af PV-systemerne. De giver normalt garantier på deres produkt og ønsker ikke at blive konfronteret med et væld af krav fra deres kunder.

I praksis er udbytteestimater dog ofte baseret på standardtestbetingelser, der ikke tager højde for den præcise situation på jorden. Den faktiske ydeevne kommer ofte til kort, hvad folk forventer, på grund af variationer i solstråling, varmeeffekter, snavs, skygge og modulnedbrydning.

Test effektivitet på jorden

For at få en mere præcis idé om den faktiske PV-effektivitet, ph.d. kandidat Bin Meng fra forskergruppen Building Performance ved afdelingen for Bygget Miljø kontaktede MorgenWonen, en datter af det hollandske byggefirma VolkerWessels.

I løbet af de seneste år har Morgen Wonen bygget hundredvis af præfabrikerede boliger over hele Holland, hvoraf en del er udstyret med solpaneler. Fordi både boligerne og panelerne er standardiserede, blev forskeren tilbudt en unik mulighed for at sammenligne effektiviteten af ​​256 identiske solcelleanlæg til boliger på tværs af 19 steder, både under de samme forhold og mellem forskellige forhold.

"Dette tillod mig ikke kun at vurdere forskellen mellem lovet og faktisk effektivitet, men også at drille ud af, hvad der præcist forårsagede denne forskel," siger Meng. I alt kiggede forskeren på fem faktorer:placering, orientering mod solen, årstidsvariationer, himmelens klarhed og aldring.

Virkningen af ​​maskering

"Det første, jeg kunne se fra min analyse, er, at den faktiske ydeevne kommer til kort, hvad der generelt forudsiges af simuleringsmodeller. Faktisk fandt vi en forskel på 6 procent i forhold til forventet ydeevne! Dette indebærer, at sælgere af solcelleanlæg har en tendens til at overvurdere effektiviteten af solcelleanlæg på taget i typiske hollandske boligsamfund."

"Dette er ikke kun dårlige nyheder for kunderne, det kan også give problemer for producenter og installatører, hvis manglende levering af forventet ydeevne fører til kontraktbrud," siger Meng.

For at finde ud af, hvad der skete, kiggede forskeren derefter på de enkelte faktorer. "Vi så hurtigt, at standardestimater har en tendens til at overse virkningen af ​​maskering på ydeevnen. Dette refererer til mængden af ​​indirekte lys, der falder på PV-systemet, og afhænger af den del af himlen, der er synlig for panelerne. Selv i forstæder, hvor højhuse er sjældne, har blokeringen af ​​luftens diffuse stråling en tendens til at reducere PV-effektiviteten ganske betydeligt."

Forbedring af simuleringsmodeller

Så hvad betyder disse resultater for de potentielle købere og sælgere af solcelleanlæg? En oplagt løsning er at teste panelerne først i det virkelige liv i stedet for blot at stole på estimaterne af simuleringer under ideelle omstændigheder.

"Jeg så på virkningen af ​​at teste panelerne i en måned i højsommeren. Allerede nu var vi i stand til at reducere den relative fejl i konventionelle PV-simuleringsmodeller næsten til det halve, med næsten fem procentpoint," siger Meng.

Forskeren erkender, at det måske ikke er en praktisk løsning for mange nye købere. Han håber dog, at test i det virkelige liv kan hjælpe med at forbedre de nuværende simuleringsmodeller, så fremtidige købere vil være i stand til at opnå mere nøjagtige estimater af maskeringseffekten uden egentlig at skulle installere dem først.

Dette vil også hjælpe producenterne, som ønsker at være sikre på deres krav. Dette vil være en del af fremtidig forskning.

Ældre systemer

En anden gruppe, der kan få gavn, er nuværende ejere af solcelleanlæg, siger Roel Loonen, supervisor i Meng, sammen med Jan Hensen.

"Mange mennesker har en tendens til at glemme deres paneler, når de først har dem installeret. De undlader at tjekke deres app regelmæssigt på telefonen og er uvidende om, om og hvornår paneler holder op med at fungere. Regelmæssig kontrol af disse ældre systemer ved hjælp af godkendte benchmarks kan muligvis hjælpe disse brugere."

"De kan også bruge dataene til at beslutte, hvornår de skal udskifte deres paneler. Standardlevetiden for PV-systemer anslås til at være omkring 25 år, men vi ved det ikke med sikkerhed. At have realtidsdata om ydeevne kan hjælpe med at informere brugerne om det optimale tidspunkt for udskiftning. Ikke for sent, men heller ikke for tidligt i betragtning af miljøbelastningen fra brugte solpaneler. Vi vil gerne bruge dem, så længe de fungerer godt," siger Loonen.

Forskningen blev offentliggjort i Applied Energy . + Udforsk yderligere

Farverige solpaneler kunne gøre teknologien mere attraktiv