Nhiều người nghĩ rằng nhiệt độ cao hơn trên các tấm pin mặt trời khiến chúng tạo ra nhiều điện hơn. Điều này có đúng không? Nếu bạn hỏi bất cứ ai, những người tương đối mới hoặc chưa có ý tưởng về tác động của nhiệt đối với các tấm pin mặt trời, thì bạn sẽ được trả lời 2 điều:
- Sức nóng của mặt trời có thể làm tăng sản lượng điện của các tấm pin mặt trời.
- Nhiệt độ càng cao, bạn càng nhận được nhiều năng lượng mặt trời từ mô-đun năng lượng mặt trời.
Về mặt kỹ thuật, cả hai trả lời này đều sai.
Trong bài viết này, bạn sẽ tìm hiểu lý do tại sao lại như vậy và phải làm gì với nó. Nhưng trước tiên, những điều cơ bản sau:
Tấm năng lượng mặt trời: Chúng là gì?
Đây là những mô-đun hình chữ nhật được sắp xếp gần nhau để thu năng lượng từ ánh sáng mặt trời. Các tấm pin mặt trời, khi mắc nối tiếp, tạo thành một chuỗi quang điện sẽ cung cấp điện áp và dòng điện một chiều cho các bộ biến tần. Nguồn điện một chiều này sau đó sẽ được chuyển đổi thành điện xoay chiều – loại điện mà các thiết bị điện gia đình của bạn sử dụng.
Điều kiện kiểm tra tiêu chuẩn
Các Điều kiện Kiểm tra Tiêu chuẩn [hay còn gọi là STC] là các điều kiện trong đó các nhà sản xuất điện mặt trời đánh giá sản lượng điện của bảng điều khiển năng lượng mặt trời của họ bằng Watts. Những điều này liên quan đến các điều kiện môi trường thử nghiệm, trong đó bức xạ mặt trời là 1000 Watts/m2; nhiệt độ CELL mặt trời là 25°C và không có gió. Khối lượng không khí là 1,5.
Nhiệt độ ảnh hưởng đến sản lượng tấm pin mặt trời như thế nào?
Nhiệt chắc chắn làm giảm điện áp đầu ra và công suất của bảng điều khiển năng lượng mặt trời. Bây giờ, chúng ta hãy thảo luận về cách điều đó xảy ra.
Nếu bạn kiểm tra bảng thông số kỹ thuật hoặc bảng tên của bảng điều khiển năng lượng mặt trời, nó sẽ hiển thị cho bạn các hệ số nhiệt độ của mô-đun. Chúng như sau:
- Hệ số nhiệt độ của công suất tối đa.
- Hệ số nhiệt độ của điện áp hở mạch.
- Hệ số nhiệt độ của dòng ngắn mạch.
Các yếu tố này xác định mức độ ảnh hưởng của công suất đầu ra, điện áp và dòng điện của bảng điều khiển năng lượng mặt trời khi nhiệt độ tế bào thay đổi trên hoặc dưới 25℃ [nhiệt độ ở điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn hoặc STC].
Chúng tôi có một bảng thông tin dưới đây cho chúng ta thấy 10 tấm pin mặt trời phổ biến nhất và hiệu quả nhất với dữ liệu Hệ số nhiệt độ của chúng. Điều này sẽ giúp chúng ta hiểu thêm về mối quan hệ giữa nhiệt độ và đầu ra của bảng điều khiển năng lượng mặt trời.
STT Thương hiệu Loại Hiệu suất Hệ số nhiệt độ của công suất tối đa Hệ số nhiệt độ của điệp áp ở mạch Hệ số nhiệt độ của dòng ngắn mạch 1 SunPower Maxeon 3 22,60 % -0,29%/° C -0,234%/°C 0,044%/° C 2 LG Neon R 22,00 % -0,30% / ° C -0,24% / ° C 0,04% / ° C 3 REC Alpha 21,70% -0,26% / ° C -0,24% / ° C 0,04% / ° C 4 JA Solar JAM78S10 21,00% -0,35 %/°C -0,272 %/°C 0,044 %/°C 5 Jinko Solar Tiger 7RL3 20,93% -0,35 %/°C -0,28 %/°C 0,048 %/°C 6 Longi Solar Hi-Mo 4 20,90% -0,35 %/°C -0,284 %/°C 0,05 %/°C 7 Canadian Solar HiDM CS1H-MS 20.50% -0.37 %/°C -0.29 %/°C 0.05 %/°C 8 Trina Solar Honey M DEO8 20.50% -0.36 %/°C -0.26 %/°C 0.04 %/°C 9 AE Solar AE HM6L-72 20,2% -0,37 %/°C -0,286 %/°C 0,057 %/°C 10 Q-cells Q.Peak DUO G8+ 20.10% -0.35 %/°C -0.27 %/°C 0.05 %/°C
Dựa trên dữ liệu được trình bày ở trên, chúng ta sẽ thấy rằng Hệ số nhiệt độ trung bình cho công suất tối đa, điện áp mạch hở và dòng điện ngắn mạch là -0,34% /° C, -0,2688% / ° C và 0,0452% /° C tương ứng.
Khi nhiệt độ tăng, công suất đầu ra của bảng điều khiển năng lượng mặt trời giảm
Từ những gì chúng ta có thể quan sát từ bảng, hệ số liên quan đến công suất tối đa và sự thay đổi nhiệt độ là một số âm. Điều này có nghĩa là cứ mỗi độ C tăng lên từ nhiệt độ 25°C STC của tấm pin mặt trời, sản lượng điện của bảng điều khiển năng lượng mặt trời sẽ giảm đi một số phần trăm. Chỉ có dòng điện đầu ra của mô-đun tăng lên một chút nhưng nó vẫn được coi là không đáng kể. Đây là lý do tại sao sản lượng điện của tấm pin mặt trời giảm cùng với sự gia tăng của nhiệt độ tế bào.
Cách tính tổn thất điện năng đầu ra của bảng điều khiển năng lượng mặt trời do nhiệt độ.
Ví dụ, chúng ta hãy nói rằng nhiệt của môi trường xung quanh làm cho nhiệt độ của pin mặt trời đạt 60°C. Điều này có nghĩa là nó đã tăng thêm 35°C so với nhiệt thử nghiệm tiêu chuẩn.
Bây giờ, giả sử rằng mô-đun là một bảng điều khiển năng lượng mặt trời 450Wp với Hệ số nhiệt độ -0,35%/°C của Công suất tối đa.
Trong đó,
α = Hệ số nhiệt độ của công suất cực đại, -0,35%/°C
T_new = nhiệt độ mới của pin mặt trời, 60°C T_STC = nhiệt độ pin mặt trời ở STC, 25°C T_diff = chênh lệch nhiệt độ giữa T_new và T_STC P_max = công suất đầu ra định mức của mô-đun năng lượng mặt trời, hoặc 450W P_change = tốc độ thay đổi của bảng điều khiển năng lượng mặt trời tính bằng Watts/°C, [P_max] x [α] P_new = công suất đầu ra của bảng điều khiển năng lượng mặt trời ở T_new, P_max + [P_change] x [T_diff]
Sau đó,
P_change = [P_max] x [α] P_change = [450W] x [-0,35% /°C] P_change = [450W] x [-0,0035 /°C] P_change = -1,575 W/° C
T_diff = T_new – T_STC T_diff = 60°C – 25°C T_diff = 35 ° C
Như vậy, P_new = P_max + [P_change] x [T_diff]
P_new = 450W + [-1,575W / ° C] x [35 ° C] P_new = 450W + [-55,125W] P_new = 394,875W
Do đó, mô-đun năng lượng mặt trời 450W sẽ giảm xuống còn 394,875W khi nhiệt độ pin mặt trời đạt 60°C. Công suất đầu ra của mô-đun PV đã giảm 12,25% do sự thay đổi nhiệt độ, 35 đơn vị so với nhiệt độ 25 ° C STC. Điều này có nghĩa là, hiệu suất của bảng điều khiển năng lượng mặt trời cũng giảm do công suất của mô-đun trở nên ít hơn.
Phần kết luận
Bây giờ chúng ta đã thực hiện các tính toán, chúng ta chắc chắn có thể kết luận rằng nhiều nhiệt hơn trên các tấm pin mặt trời sẽ chỉ làm giảm công suất phát điện của mô-đun. Vì hiệu suất của mô-đun PV phụ thuộc rất nhiều vào công suất đầu ra của nó, nó sẽ làm giảm xuống giá trị thấp hơn khi nhiệt độ của pin mặt trời trở nên nóng hơn.