Un pannello solare non smetterà di funzionare quando fa freddo. In effetti, il calore estremo rappresenta più una minaccia per il funzionamento di un pannello solare rispetto al freddo estremo. Con l'aumentare della temperatura, i pannelli solari producono meno energia per una determinata quantità di energia solare. Viceversa, con l'aumentare della temperatura, i pannelli solari produrranno più energia.

All'interno del pannello solare

Le celle solari creano elettricità quando gli elettroni negli atomi della cellula sono eccitati dall'energia solare. Gli elettroni più esterni negli atomi esistono ad un livello di energia chiamato banda di valenza. Quando ricevono abbastanza energia dalla luce solare, gli elettroni salgono a un livello di energia chiamato banda di conduzione. Quando una cella viene riscaldata, la differenza tra la banda di valenza e la banda di conduzione diminuisce. Pertanto, mentre gli elettroni possono essere liberati più facilmente a temperature elevate, non trasportano più energia quando vengono rilasciati.

Tensione, corrente e potenza

La tensione è la differenza di potenziale elettrico tra due punti. La corrente è la misura del flusso di elettricità attraverso un'area unitaria. La potenza è il prodotto di tensione e corrente. Quando una cella si raffredda, la tensione aumenta mentre la corrente diminuisce. Ogni elettrone trasporta più energia, ma meno flussi di elettroni. L'aumento di tensione è maggiore della diminuzione di corrente. Quindi, la potenza aumenta. Quando la cella si scalda, la tensione diminuisce ma la corrente aumenta. Di nuovo, la variazione di tensione è maggiore della variazione di corrente. Quindi, la potenza diminuisce.

Modifica dell'efficienza con la temperatura

L'efficienza di un pannello solare è la misura percentuale della potenza di uscita del pannello rispetto all'energia solare totale disponibile. Ad esempio, un pannello del 15% produrrebbe 150 watt da una disponibilità di 1.000 watt di energia solare che raggiunge la sua superficie. L'efficienza di un pannello diminuisce di circa lo 0,05 percento per ogni aumento di temperatura di un grado Celsius. Viceversa, l'efficienza di un pannello aumenta dello 0,05% per ogni grado centigrado di diminuzione della temperatura.

Fattori che influenzano la temperatura cellulare

Solo perché fuori fa freddo non significa che il pannello stesso sia freddo. Le celle solari rilasciano energia come calore. A seconda del modo in cui il pannello è montato e delle condizioni dell'aria circostante, questo calore potrebbe influire sulla temperatura operativa del pannello. Ad esempio, un pannello montato sul tetto non mancherà il calore così come uno indipendente. Ciò aumenterà il calore del pannello e quindi ridurrà l'efficienza. Il vento, d'altra parte, aiuta a trasportare il calore lontano dalle cellule. Pertanto, una giornata fredda e ventosa è l'ideale per generare elettricità solare. Ciò aumenterà la potenza del pannello e dissiperà il calore del pannello stesso.