I pannelli solari fotovoltaici convertono la luce solare in elettricità, quindi penseresti che più luce solare è, meglio è. Non è sempre vero, perché la luce del sole non consiste solo nella luce che si vede, ma anche nella radiazione infrarossa invisibile, che trasporta calore. Il tuo pannello solare funzionerà alla grande se riceve molta luce, ma man mano che diventa più caldo, le sue prestazioni si degradano.

Energia dal fotovoltaico

I pannelli solari fotovoltaici sono gruppi di celle individuali costituite da semiconduttori Materiale. La tensione che una cella solare emette è determinata principalmente dalla scelta del semiconduttore e dai dettagli degli strati semiconduttori. Le celle solari al silicio - la scelta più comune - generano circa mezzo volt da ciascuna cella. La corrente generata da una cella solare è una funzione della quantità di luce solare che colpisce. Più luce solare lo colpisce, più corrente genererà, fino ai limiti della cella. L'energia elettrica è il prodotto dei tempi attuali della tensione. Un piccolo pannello solare potrebbe avere 36 celle cablate insieme per produrre circa 18 volt totali con una corrente di 2 ampere. Quel pannello solare sarebbe valutato per 18 volt x 2 amp = 36 watt di potenza massima. Se è illuminato per un'ora, genererà 36 wattora di energia.

Voltage Drop

I produttori di pannelli solari testano i loro prodotti a condizioni standard di 25 gradi Celsius (77 gradi Fahrenheit) con un'insolazione di 1.000 watt per metro quadrato. L'insolazione è una misura di quanta energia solare colpisce ogni metro quadrato perpendicolare alla direzione della luce solare. L'irraggiamento può essere superiore a 1.000 watt per metro quadro intorno a mezzogiorno in giorni molto chiari, e questo renderà il pannello solare più potente, il che significa più energia. Sfortunatamente, è una storia diversa con la temperatura. Quando le temperature delle celle solari salgono sopra i 25 gradi Celsius, la corrente aumenta leggermente, ma la tensione diminuisce più rapidamente. L'effetto netto è una diminuzione della potenza di uscita con l'aumento della temperatura. I tipici pannelli solari in silicio hanno un coefficiente di temperatura da circa -0,4 a -0,5 per cento. Ciò significa che per ogni grado Celsius superiore a 25, la potenza in uscita dall'array diminuirà di quella percentuale. A 45 gradi Celsius (113 gradi Fahrenheit), un pannello solare da 40 watt con un coefficiente di temperatura di -0,4 produrrebbe meno di 37 watt.

Temperatura di compensazione

Le prestazioni del pannello solare sono quotate per 25 gradi Celsius e diminuisce all'aumentare della temperatura. Fortunatamente, aumenta di nuovo al diminuire della temperatura. Se ti trovi in ​​una regione temperata, le prestazioni che perdi nella calura estiva verranno restituite nelle fresche e limpide giornate invernali. Se questo non è abbastanza consolazione per te, puoi anche costruire il tuo array solare per sfruttare gli effetti naturali di raffreddamento delle correnti di canalizzazione del vento per trasportare il calore lontano dai tuoi pannelli solari. Per i sistemi montati sul tetto, questo può essere semplice come assicurarsi di lasciare 6 pollici di spazio tra i pannelli e il tetto. Puoi adottare un approccio più attivo al raffreddamento usando il raffreddamento evaporativo - usando l'evaporazione dell'acqua per raffreddare i tuoi pannelli allo stesso modo in cui il sudore raffredda la tua pelle in una giornata calda.

Altri materiali solari

Un'alternativa ai tradizionali pannelli solari in silicio si presenta sotto forma di pannelli a film sottile. Sono realizzati con diversi materiali semiconduttori e il loro coefficiente di temperatura è solo circa la metà di quello del silicio. I pannelli a film sottile non iniziano con un'efficienza tanto elevata quanto il fotovoltaico al silicio cristallino, ma la loro minore sensibilità a temperature più elevate li rende un'opzione interessante per i luoghi molto caldi. I pannelli a film sottile vengono utilizzati esattamente allo stesso modo dei loro equivalenti cristallini, ma sono in genere meno efficienti del 20%. Il loro coefficiente di temperatura varia da circa -0,2 a -0,3 per cento. Esistono altri materiali cristallini che iniziano con maggiore efficienza rispetto al silicio e hanno anche un coefficiente di temperatura positivo. Ciò significa che migliorano con l'aumentare della temperatura. Sono anche molto costosi, il che limita il loro utilizzo ad alcune applicazioni specializzate. Alla fine, però, potrebbero raggiungere le case residenziali.