夏天到了太陽能板發電能力越好? 溫度與發電的關係! (進階篇)

-

夏天到了太陽能板發電能力越好? 溫度與發電的關係!

太陽能板接受的日照量與發電能力息息相關，那麼夏天的日照量高，板子的發電能力因該也越高嗎? 答案是否! 溫度與發電是相反的關係! 

太陽能板的發電能力在不同溫度下會有所不同，一般購買板子時的功率為標準功率: 

標準功率

指太陽能板在IEC的國際規範上，以標準測試條件 (standard test conditions. STC)、溫度25℃、照度1000W/m2，AM1.5 標準光譜下所得到的。

一般在戶外使用時，日照量(照度)不會是1000W/m2，通常算有發電效能的時候，大都落在400~800W/m2，因此實際的發電功率是會比標準功率來的低。夏天時正中午有機會到1000W/m2，甚至是超過，然而環境溫度相對也高，因此板子的溫度也會跟著升高。可參考: 新手入門!! 第一次購買太陽能板~規格書怎麼看!! (入門篇)

目前的太陽能板，溫度每上升1℃，板子的電壓就會變小、電流會上升，但由於電壓的下降幅度遠大於電流的上升，因此造成輸出功率會明顯的下降，約0.35%；相反的溫度越低，輸出功率是會增加；通常與溫度相關的發電能力，一般稱之為溫度係數。注意: 不同廠家製作的板子，溫度係數也都不同。

太陽能板的溫度係數 (點圖可放大)


夏天的溫度高，太陽能板的溫度約在45~65℃之間，因此會降低7~10.5%的發電功率。反之冬天溫度低，日照量沒有夏天高，但發電能力明顯較好，這就是為何冬天的發電效益高的原因。

不同的安裝場域下溫度增加量 (點圖可放大)


另外，要注意的是除了環境溫度外，在不同的安裝場域下，溫度增加的能力也會不同，從表中可知道安裝於屋頂的溫度增加量是高於地面型安裝的。


延伸閱讀: 太陽能進階篇


資料來源: 
1.Creep in photovoltaic modules: Examining the stability of polymeric materials and components. IEEE, 2010, David C. Miller; Michael D. Kempe; Stephen. H. Glick; Sarah R. Kurtz
2.https://energy.auo.com/upload/media/support/download_center/Product_Service/Monitor/PM060MT8_TC_MIT_2023Q1_CC.pdf

留言

張貼留言

這個網誌中的熱門文章

便宜又好用的PWM太陽能控制器! (應用篇)

-
圖片
便宜又好用的PWM太陽能控制器! 架構太陽能系統時都知道 ，太陽能控制器是一個重要的關鍵 ，但MPPT控制器的價格不低，如果只是一個小型系統或是以新手初次嘗試來說，這個費用又有點過高，那麼有其它的方案嗎?  答案是有的 ，那就是PWM控制器! PWM控制器 PWM又稱作脈衝寬度調節 (pulse-width modulation ，縮寫為PWM ) ，這是一個結構比較簡單的太陽能控制器 。主要是利用強充、均衡充、浮充的三階段方式給儲能系統的電池充電。簡單說就是把太陽能板和電池連接在一起 ， 強制把太陽能板的電壓降低到接近於電池的充電電壓進行充電。 PWM控制器 (點圖可放大) 從圖中可知PWM與MPPT控制器最大的不同點，在於太陽能板的利用效率 。MPPT控制器切斷了太陽能板與電池的直接連結 ，藉由控制太陽能板的電壓 、電流的輸入 ，再轉換成能對電池進行充電的電壓，來達到太陽能板的最大利用率 (功率不變) 。主要的充電方式為限流充電 、恆壓均充 及恆壓浮充三階段方式 。 PWM與MPPT的充電方式 (點圖可放大) 系統搭配方式 為提升太陽能板的利用率 ，使用PWM控制器時會搭配接近的太陽能板的電壓，例如: 12V的電池就搭配15V~23V的太陽能板及控制器 。由於系統結構簡單 、安裝方便 、價格便宜 (不超過千元台幣) ，因此適合2kW以下的小型系統或初次嘗試的新手 。 系統搭配方式 (點圖可放大) 延伸閱讀:  太陽能應用篇 圖片來源:  1. https://www.amazon.com/-/zh_TW/SUYNIMA-%E5%A4%AA%E9%99%BD%E8%83%BD%E5%85%85%E9%9B%BB%E6%8E%A7%E5%88%B6%E5%99%A8-%E5%A4%AA%E9%99%BD%E8%83%BD%E9%9B%BB%E6%B1%A0%E6%9D%BF%E5%85%85%E9%9B%BB%E5%99%A8%E6%8E%A7%E5%88%B6%E5%99%A8-%E5%A4%9A%E5%8A%9F%E8%83%BD%E5%8F%AF%E8%AA%BF%E5%BC%8F-%E9%80%A3%E6%8E%A5%E5%9F%A0%E5%AE%9A%E6%99%82%E5%99%A8%E8%A8%AD%E5%AE%9A/dp/B0B1MLWC6B?th=
Read more »

太陽能板DIY! 線徑與電流的選用! (應用篇)

-
圖片
太陽能板DIY! 電流與線徑的選用!  在進行太陽能板DIY時必會碰到的問題 ， 那就是電線長度不夠或是數量不夠 ， 那麼要如何選擇合適的電線呢?  答案是電流匹配性! 太陽能板的規格書中可以得到該板子的電 流大小 ，再依據應用上是串聯或並聯的搭接 ， 可以得到一個總電流 ，再 根據 電流 的大小來選擇電線的線徑。可參考: 新手入門!! 第一次購買太陽能板~規格書怎麼看!! (入門篇) 及 串聯×並聯! 太陽能板中的基礎應用! (入門篇) 以單一太陽能板為例 ，板子電流為8安培(A)時 : 依據美國線規表(AWG)  UL 758中定義的電流來查詢對應的線徑規格 美國線規表(AWG) (點圖可放大) 表中可知道 電流要看電線的絕緣耐熱材 質 、芯線數目、線徑大小來決定 。 芯線數目主要是電線有分為 單芯線及多 芯線，依據使用需求來選擇，一般考慮到柔軟性 、散熱性及負載能力 ， 通常會使用多芯線。線徑數字越小，耐電流值越高：2AWG > 12AWG。可參考: 太陽能板DIY! 單多芯線與壓接的選擇! (應用篇) 多芯線校正電流比例 (點圖可放大) 以 16AWG 的線徑來說: 選擇表中絕緣材質耐熱80度的LDPE,其單芯線可承受的耐電流值約為19A。選用芯線 16~30芯的多芯線，其耐電流值需在乘上0.5，就可得到9.5A的安全電流，這個電流剛好比板子本身的8A的電流高，所以可以使用。 多芯線(LDPE絕緣耐熱): 19A  x 0.5 (校正比例) = 9.5A > 太陽能板電流: 8A 如果因太陽能板電流較高或是系統並聯，導致要使用的電流越大的話，就依據上述方式進行即可。 延伸閱讀:  太陽能應用篇 資料來源:  https://www.tskdenko.com.tw/appendix/technicaldata.pdf
Read more »

高功率的關鍵材料！太陽能板用“玻璃” (入門篇)

-
圖片
高功率的關鍵材料！太陽能板用“玻璃”  太陽能板除了由太陽能電池片供應電力外 ，還需由其它關鍵材料所組合，那麼這些材料是否就不重要呢? 不注意這些材料會有問題嗎?   答案是會的! 這些材料除了會影響發電外 ，還會影響使用性! 太陽能板五大關鍵材料分別為 前板玻璃 、 封裝材料 、 太陽能背板 、 接線盒 及 邊框 所組合 ，如圖所示 。 太陽能板結構 (點圖可放大) 圖片來源: 雲林縣再生能源 前板玻璃 玻璃是第一道保護太陽能電池片的關卡，能否持續不斷的發電，玻璃的強度是否足夠就很重要。除了抗衝擊的保護功用外 ，也兼具提升 發電效能的關鍵 ， 因此透光性就需要考慮 。目前 使用在太陽能板的玻璃為低鐵的鈉玻璃 ，因為低鐵含量才能提高透光性 ，使玻璃的透光性達到91% 。 強化玻璃的種類 (點圖可放大) 物理強化玻璃 一般的太陽能板所使用的玻璃都為物理強化或稱鋼化玻璃 ，主要是利用玻璃受熱冷卻後來達到內部應力的分布來強化 。 特點: 一般玻璃的3~5倍強度 、強化程度越高 ，破碎後顆粒越細小 ，不易傷害人體 、耐熱溫度可達200~250度 。 缺點: 能做到全強化的厚度為 2.8mm 以上 ，因此重量較高 。 一般的太陽能板使用的玻璃厚度為 3.2mm ，而1.4~2.8mm為半物理強化或半鋼化 ，至於0.2~1.4mm無法依靠物理強化來達到 ，這個厚度都是依靠化學強化 。 化學強化玻璃 主要是利用元素離子交換的方式來增加玻璃抵抗外界的能力。 特點: 與依靠內外應力平衡的物理強化玻璃不同，化學強化後的玻璃是可以進行切割、鑽孔等加工。強化能力在物理強化玻璃之上、強化厚度不受限制，因此能做到重量輕、強度高的玻璃。 缺點: 價格昂貴 ，約在物理強化玻璃的5倍之上 因為安裝場域的重量限制 ， 目前國際上的輕量化太陽能板都是以化學強化玻璃為主 ，其重量可減輕到一般太陽能板的一半以上 。其它會使用到 化學強化玻璃的地方 ，如螢幕面板 、手機的玻璃貼膜等 ，最有名的就是日本 旭硝子 (AGC)所製作的 。 摩氏硬度對照表 (點圖可放大) 抗反射層 (AR coating, ARC) 為了更進一步提升玻璃的透光性 ，太陽能板的玻璃表面會再加上一層抗光反射層 ，讓太陽光進入的量更高 ，從外觀上會發現未加上 抗反射層的玻璃會比較光亮及反光 。 特點: 加上了 抗反射層的玻璃 ，可以使 太
Read more »

串聯×並聯! 太陽能板中的基礎應用! (入門篇)

-
圖片
串聯×並聯!  太陽能板中的基礎應用! 說到電學的基礎就一定是串聯和並聯 ，那麼在 太陽能板中又扮演甚麼角色?實際在應用上很重要嗎? 答案是對的! 因為這與太陽能板的功率提升及應用息息相關! 先簡單說明一下何謂串聯和並聯 。串聯就是將多數個太陽能電池串接在一起 ，讓整體電壓增加 ；至於並聯的話 ，就是讓多數個 太陽能電池並排在一起 ，讓整體電流增加 。沒錯!不論是哪個方式 ， 目的都是在讓總功率增加提升太陽能板的實際效益 。關於功率的說明可以參考另一篇:  功率 = 電壓 x 電流! 人人都知道的高功率太陽能板! (入門篇)   太陽能板: 串聯迴路 (點圖可放大)   太陽能板: 並聯迴路 (點圖可放大) 從圖中可知道不論是哪種方式都是在增加太陽能板的功率輸出 ，在使用上電流除了可以靠增加電池片的面積之外 ，也可以利用並聯的迴路達到 ，只是如果電流的增加過大的話 ，在安全的使用上就必須使用線徑較大的電線 ，但這就會造成後續在使用上的麻煩 ，因此現行主流的太陽能板會使用面積較大的電池片增加電流 ，然後在增加電池片的數量提升電壓來做互相搭配 ，但缺點就是太陽能板的面積會變更大及笨重 ，所以如何選用就要看實際的應用環境來決定 。 不同電池片數量的太陽能板 (點圖可放大) 太陽能板的串聯迴路 (點圖可放大) 延伸閱讀: 太陽能入門篇 圖片來源: 1.http://www.newsolar.com.tw/zh-tw/product-248165/270W-290W-%E5%96%AE%E6%99%B6%E7%9F%BD%E5%A4%AA%E9%99%BD%E8%83%BD%E6%A8%A1%E7%B5%84-60-6X10-Cells.html
Read more »