Solarmodule, auch als Photovoltaik-Module bezeichnet, erzeugen Strom, indem sie direktes Sonnenlicht einfangen und in Energie umwandeln. Da Solarmodule direkt mit der Sonne interagieren, sind viele Menschen neugierig, ob die Lufttemperatur einen Einfluss auf die Funktion von Solarmodulen hat. Ist ein Solarmodul zum Beispiel in einer heißen Umgebung mehr oder weniger effektiv? Die Temperatur hat einen erheblichen Einfluss darauf, wie effektiv Ihre Solarmodule arbeiten, auch wenn Sonnenintensität und -dauer wichtiger sind.
Wie werden Ihre Solarmodule durch heiße Luft beeinträchtigt?
Viele Verbraucher sind neugierig darauf, wie sich Wärmeschwankungen auf den Betrieb von Solarmodulen auswirken. Normalerweise werden Solarmodule bei 77°F getestet und sind für eine maximale Leistung zwischen 59°F und 95°F ausgelegt. Im Sommer können Solarmodule jedoch bis zu 149°F heiß werden, und wenn diese Temperatur erreicht ist, kann die Effizienz des Moduls abnehmen.
Solarmodule haben im Allgemeinen 3 Temperaturkoeffizienten: Leerlaufspannung, Spitzenleistung und Kurzschlussstrom. Wenn die Temperatur steigt, sinkt die Ausgangsleistung des Solarmoduls. Der Spitzentemperaturkoeffizient von Solarmodulen beträgt ca. -0,34 ~ 0,44% / ℃, d.h. je höher die Temperatur, desto geringer ist die Stromerzeugung des Solarmoduls, theoretisch steigt die Temperatur um ein Grad, die Stromerzeugung des PV-Kraftwerks verringert sich um ca. 0,44%.
Der gesunde Menschenverstand lässt vermuten, dass wärmere Luft die Leistung von Solarmodulen erhöhen würde, da diese für ihren Betrieb Sonnenschein benötigen, aber das ist nicht der Fall.
Solarmodule benötigen keine Wärme in irgendeiner Form, auch wenn sie Sonnenlicht zur Stromerzeugung nutzen. An warmen, trockenen Tagen mit Temperaturen von 90 Grad Fahrenheit oder mehr können Solarmodule tatsächlich mit 10 bis 25 Prozent geringerer Effizienz arbeiten.
Ihre Solarmodule arbeiten weniger effektiv, wenn die Umgebungstemperatur steigt. Die meisten Solarmodule verlieren mit jedem Grad Temperaturanstieg etwa 1 % ihrer Spitzenleistung, sobald sie dreistellige Werte erreichen. Das können Hausbesitzer nachvollziehen, die im Sommer schwüle Temperaturen ertragen.
Bedenken Sie jedoch, dass Solarmodule aus unglaublich robusten Materialien bestehen, die für raue Außenbedingungen, wie sengende Sommertage und eisiges Winterwetter, ausgelegt sind. Darüber hinaus beeinflussen Elemente wie Lufttemperatur, Standort, Sonneneinstrahlung und Dachmaterialien, wie heiß Ihre Solarmodule sein werden. Erfahrene Solarteure wissen, wie sie Solarmodule auswählen und installieren müssen, um die Auswirkungen der Hitze auf die Effizienz der Solarmodule zu minimieren.
Wie werden Ihre Solarmodule durch kalte Luft beeinträchtigt?
Sie haben vielleicht schon gehört, dass die Wirksamkeit von Solarmodulen in kalten Klimazonen in Frage gestellt wird. Wenn auch nicht so stark wie warme Luft, so kann sich doch auch die Umgebungskälte auf die Leistung Ihres Solarmoduls auswirken. Manche Leute glauben sogar, dass Solarmodule bei kalter Luft nicht mehr funktionieren. All diese Behauptungen sind unwahr.
Tatsächlich gibt es keine Beweise dafür, dass sich niedrige Temperaturen direkt auf die Effizienz von Solarmodulen auswirken. Die Hauptfaktoren sind die Abschattung der Solarmodule durch Schnee und Eis im Winter und die kürzeren Sonnenstunden.
Schnee und Eis sind ungünstige Bedingungen, die den Wirkungsgrad von Solarmodulen im Winter verringern. Die Solarmodule sind widerstandsfähig. Sie sind resistent gegen Eisschäden. Nach einer kalten Nacht brauchen die Solarzellen einfach etwas Zeit, um aufzutauen. Der Wirkungsgrad Ihrer Solarmodule ist geringer, wenn die ersten Sonnenstrahlen auf sie treffen, weil ein Teil des Sonnenlichts durch Schnee oder Eis blockiert wird, was die Leistung verringert. Dennoch erzeugen Photovoltaikanlagen im Sommer durchschnittlich bis zu 80 % mehr Strom als im Winter. Die Hauptgründe dafür sind (wie Sie sicher schon vermutet haben) die kürzeren Tageslichtstunden pro Tag und die zunehmende Bewölkung im Winter, so dass die Gesamtmenge des im Winter erzeugten Stroms geringer ist.
Wenn der Himmel im Allgemeinen klar ist, kann die kühle Umgebungsluft die Leistung sogar erhöhen. Tests haben ergeben, dass Solarmodule bei 77 Grad Fahrenheit am produktivsten sind.
Was passiert, wenn die Temperatur der Solarmodule steigt?
Es ist hilfreich, den Unterschied zwischen der Energie von Elektronen in einem niedrigen Energiezustand und der Energie von Elektronen im angeregten Zustand zu kennen, wenn Sie zu Hause Photovoltaik-Solarmodule installiert haben oder planen, in naher Zukunft welche zu installieren. Dieser Unterschied ist für die von Solarmodulen erzeugte Leistung verantwortlich.
In einer Solarzelle sind die Elektronen in einem Zustand niedriger Energie gefangen. Der angeregte Zustand, den diese Elektronen einnehmen, wenn sie zusätzliche Energie erhalten, ermöglicht es ihnen, zu wandern und die Bindung zu brechen. Die Leitfähigkeit kann durch angeregte Elektronen erreicht werden. Sie erhalten die zusätzliche Energie, die sie in den angeregten Zustand bringt, entweder durch Wärme oder durch Licht (Sonnenlicht).
Wie groß der Energieunterschied (Spannung) zwischen diesen beiden Zuständen ist, bestimmt, wie viel Strom eine Solarzelle erzeugen kann. Ein Temperaturanstieg verändert die Eigenschaften von Halbleitermaterialien, indem er die Energie der gebundenen Elektronen erhöht. Infolgedessen ist die Energiedifferenz, die erforderlich ist, um den gewünschten Zustand zu erreichen, geringer, was die Leistung und den Wirkungsgrad von Solarzellen senkt.
Die Wärme der Sonne führt dazu, dass sich Solarmodule bei der Absorption des Sonnenlichts erwärmen. Auch kristallines Silizium, ein typischer Bestandteil von Solarzellen, trägt wenig dazu bei, dass sie sich nicht aufheizen. Aufgrund der ausgezeichneten Wärmeleitfähigkeit von Silizium kommt es bei Solarzellen an heißen, sonnigen Tagen sogar zu einer schnelleren Erwärmung.
Kurz gesagt: Je heißer die Solarzellen sind, desto weniger Energie wird bei gleicher Sonneneinstrahlung erzeugt.
Wie lassen sich die Auswirkungen der Hitze auf Solarmodule verringern?
Die meisten zugelassenen Installateure ergreifen Maßnahmen zur Verbesserung der natürlichen Kühlung von Solarsystemen, da sie sich der Auswirkungen höherer Temperaturen auf die Energieerzeugung bewusst sind.
Um den Wirkungsgrad zu maximieren, wird empfohlen, zwischen dem Dach und den Solarmodulen einen Abstand von mindestens 15 cm zu lassen, damit die Luft von beiden Seiten zirkulieren kann. In der Regel ist es jedoch keine gute Idee, die Module zu weit vom Dach entfernt zu installieren. Wenn die Öffnung zu groß ist, können sich Blätter und Zweige unter der Anlage ansammeln und Ihr Dach oder die Solarmodule beschädigen.
Auf dem Boden montierte Solarmodule sind eine gute Option, wenn Sie in einer heißen Umgebung leben, da sie den größten Luftstrom erhalten und daher eine niedrigere Temperatur aufweisen.
Schätzungen zufolge kann der Temperaturunterschied zwischen Solarmodulen, die auf dem Dach befestigt sind, und solchen, die auf dem Boden angebracht sind, am gleichen Standort bis zu 10 °C betragen.
Der Kauf von Solarmodulen mit einem Temperaturkoeffizienten, der so nahe wie möglich bei Null liegt, ist die beste Option. Die Schwankungen bei der jährlichen Gesamtstromerzeugung können erheblich sein. Das Datenblatt des Herstellers ist die beste Quelle für Informationen über die Hitzetoleranz des Moduls. Dort wird der Begriff "Temperaturkoeffizient (Pmax)" verwendet. Dabei handelt es sich um den Temperaturkoeffizienten der Leistung bei seinem Maximum. Er gibt an, wie viel Strom das Modul pro 1 °C Temperaturanstieg über 25 °C verliert. @ STC (die Nennleistung des Moduls wird bei der Temperatur der Standardtestbedingungen ermittelt).
Die Temperaturkoeffizienten der Solarmodule verschiedener Hersteller sind unterschiedlich. Aus diesem Grund gibt jeder Hersteller von Solarmodulen in seinen Produktinformationen einen Temperaturkoeffizienten (Pmax) an.
Im Allgemeinen liegen die meisten Koeffizienten von Solarmodulen zwischen -0,20 und -0,50 % pro Grad Celsius. Das Solarmodul wird durch den Temperaturanstieg umso weniger beeinträchtigt, je näher dieser Wert bei Null liegt.
Wenn Ihre Solarmodule beispielsweise einen Koeffizienten von minus 0,4 Prozent haben, sinkt ihre Leistung an heißen Tagen um fast das Doppelte, als wenn ihr Koeffizient lediglich minus 0,2 Prozent pro Grad Celsius beträgt.
Weiße oder helle Dächer reflektieren das Sonnenlicht besser und heizen sich nicht so stark auf wie dunkle Dächer. Das ist auch eine kluge und praktische Methode, um die Temperatur um Ihre Solarmodule herum zu senken.
Reinigen Sie Ihre Solarmodule möglichst am Morgen oder am Abend. Achten Sie darauf, dass Sie Ihre Solarmodule nicht während der heißesten Tageszeit reinigen, da dies leicht zum Zerspringen des Glases führen kann und Ihre Solarmodule dadurch irreparabel beschädigt werden. Solarmodule sind in einem Wasserkühlsystem nicht so schnellen Temperaturschocks ausgesetzt wie in einem Spülsystem.
Die Solarmodule von Maysun Solar können die negativen Auswirkungen der Temperatur auf den Wirkungsgrad der Solarmodule effektiv minimieren. Die überwiegende Mehrheit der Solarmodule von Maysun Solar hat einen PMAX-Temperaturkoeffizienten von -0,34%/°C, sie arbeiten also sehr effizient!
Dieser Kunde ist sehr schlau, er hat unter die Solarpaneele gestrichen, wodurch die Stromerzeugung in der Mitte des Tages und am Nachmittag hoch ist!
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