Introdução
Qualquer ideia Como os painéis solares quentes podem ficar é perguntado por muitos. Bem, As pessoas costumam pensar que os painéis solares funcionam melhor no sol. No entanto, por mais estranho que possa parecer, Os painéis solares ficam muito quentes, o que afeta como funciona. Isso também é essencial para os lugares com verões longos e quentes ou onde o calor da radiação solar é muito alto.
A perda de eficiência de um painel solar em temperaturas mais altas é chamada de Coeficiente de temperatura do painel solar. residencial, Usuários comerciais e industriais podem obter uma estimativa decente de como o painel funcionará em condições reais. Existem tecnologias e estratégias para reduzir as perdas como design de montagem e inversores disponíveis para minimizar a perda na eficiência de um painel solar. Aqui em HBOWA, Nós nos concentramos em uma solução para manter a eficiência, mesmo no calor.
O básico: Condições de teste padrão (STC) e desempenho do mundo real
O desempenho do painel é classificado pelos fabricantes em condições de teste padrão (STC). STC assume a temperatura da célula solar de 25 ° C ou 77 ° F e irradiância de 1000 watts por metro quadrado com o painel solar recebendo luz solar em um ângulo de 45 °.
Então, Ele estabelece a base para comparar diferentes qualidades de painéis. Mas na natureza, Raramente vemos painéis funcionando em tais condições.
A temperatura das células externas geralmente dispara a temperatura ambiente por quilômetros, especialmente nos telhados e em áreas com menos fluxo livre de ar. O Coeficiente de temperatura do painel solar torna -se significativo quando as condições de trabalho não são mais um STC.
Ele calcula a quantidade de potência perdida a cada grau acima 25 °C.
Ao selecionar painéis, O valor deve ser verificado junto com taxas de potência. Por exemplo, um painel com um coeficiente de temperatura de -0.35%/° C perde 3.5% eficiência com 35 ° C células.
Em Hbowa, nosso Topcon do tipo n, PERC e Módulos de Nível-1 são testados sob padrões internacionais. Isso garante que os dados de desempenho são equivalentes aos dados ambientais que os usuários experimentarão.
Para empresas e proprietários de casas, Compreendendo os valores classificados pelo STC e valores em condições reais de campo é crucial para garantir a concreção dos projetos de sistemas solares.
Quão quente os painéis solares ficam na realidade?
A eficácia dos painéis solares é conforme seu desempenho na vida real. Os painéis solares funcionam em condições fixas enquanto são testadas no laboratório. Mas a qualidade dos painéis solares varia em relação às condições climáticas ao seu redor, aquilo é, A temperatura do ar.
Painéis solares no telhado ficam tão quentes quanto 130-160 graus de Fahrenheit, em média, verão. Enquanto os painéis solares montados no solo são mais resfriados, muitas vezes sobre 20-30 graus Fahrenheit menos quente que a configuração da cobertura, Como o ar poderia se mover livremente, e assim extrair calor das células no processo.
Não é a temperatura do ar ou a temperatura celular que importa, mas a diferença entre essas duas temperaturas. A temperatura do ar existente fora de ter cerca de 85 graus de Fahrenheit, o que pode, Os painéis solares convencionais podem atingir facilmente temperaturas de cerca de 140 graus Fahrenheit.
O estilo de montagem e as condições climáticas predominantes em várias regiões diferencia muito a temperatura das células do painel solar durante o verão. Nas cidades mais quentes do mundo inteiro, como Phoenix nos Estados Unidos e Dubai no Oriente Médio ou Delhi na Índia, Leituras altas de verão podem acabar empurrando as células do painel solar para operar o limite mais alto possível de calor. Nas cidades moderadas do mundo como Berlim ou Toronto, Embora as leituras não sejam tão altas quanto as de Phoenix ou Dubai ou Delhi, Eles ainda são como o calor do verão, ainda estão acima e acima dos níveis de teste padrão.
Sabendo Quão quente os painéis solares ficam A partir do cenário da vida real, pode ajudar a se preparar para perda de energia para os proprietários de um sistema solar. Também ajuda o instalador a escolher o sistema de estacas correto e o espaço de ventilação.
| Localização (país) | Zona climática | Estilo de montagem | Temperatura do ar (° f / °C) | Temperatura do painel (° f / °C) | Diferença temporária (° f / °C) | Impacto de eficiência |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Fênix, O (NÓS) | Deserto quente | Telhado (Pequena lacuna) | 100° f (38°C) | 155° f (68°C) | +55° f (+30°C) | Eficiência de -15% |
| Dubai, Emirados Árabes Unidos (Ae) | Deserto quente | Telhado (Sem lacuna) | 105° f (41°C) | 160° f (71°C) | +55° f (+30°C) | Eficiência -16% |
| Délhi, Índia (EM) | Quente semi-árido | Montado no solo | 95° f (35°C) | 135° f (57°C) | +40° f (+22°C) | -11% eficiência |
| Berlim, Alemanha (DE) | Temperado | Telhado (com lacuna) | 80° f (27°C) | 125° f (52°C) | +45° f (+25°C) | Eficiência -9% |
| Toronto, Canadá (Ca) | Continental | Montado no solo | 78° f (26°C) | 115° f (46°C) | +37° f (+20°C) | -7% eficiência |
Análise global de temperatura do painel solar
Por que os painéis solares aquecem: Ciência por trás disso
Os painéis solares produzem eletricidade usando energia do sol, Mas nem todo esse poder de entrada é convertido em potência eficaz. Os fótons estão atingindo o material semicondutor libera elétrons que gera eletricidade e, de forma similar, O calor é gerado para o módulo devido às radiações infravermelhas. Isso resulta em lacuna entre a geração de calor e a conversão de energia efetiva.
Pode parecer menos quente lá fora, E você tem um sistema solar na cobertura, E, no entanto, você pode notar que sua geração de eletricidade pode estar caindo porque suas células solares estão esquentando e convertendo ineficientemente os raios solares em energia. Um painel sob luz solar direta com pouco fluxo de ar está entre 30 °- 40° F Fahrenheit mais quente que o ar circundante, conhecido como o aumento de temperatura do painel solar ou acúmulo de calor. Painéis solares fotovoltaicos geram um pouco de calor, Mas o mesmo acontece com o telhado escuro abaixo deles.
Por exemplo, Sabe -se que a superfície do sol atinge uma temperatura 10,000 ° f. O núcleo do sol é de cerca de alguns milhões de graus F mais quente. Os painéis solares são projetados para capturar luz daquela enorme fonte de energia, Mas de qualquer maneira o painel não foi projetado para o calor de milhões.
Aumento da temperatura e subsequente perda de eficiência são características que todos os painéis solares compartilham. Para ter um melhor desempenho, o Coeficiente de temperatura do painel solar é o fator mais crucial usado para medir seu desempenho de classificação. Ao entender a ciência por trás do aquecimento e os usuários podem estimar como a localização, escolha de material, e a instalação influencia a produção de energia a longo prazo.
O papel do coeficiente de temperatura do painel solar
O Coeficiente de temperatura do painel solar é expresso como uma porcentagem da potência que um módulo solta por grau Celsius aumenta a temperatura sobre a temperatura da condição de teste padrão de 25 °C; A maioria dos painéis solares comerciais tem um coeficiente de temperatura na faixa de -0,3 %/° C a -0,5 ° C
Um número mais baixo significa que o módulo perderá menos de seu poder nominal em condições quentes. Por exemplo, Considere um painel solar de 400W que possui um coeficiente de temperatura de -0,35 %/° C. Se um painel solar atingir 60 ° C e um aumento de temperatura de (60–25 = 35 °C) é esperado; 35° C multiplicado por -0,35%/° C resulta em uma redução de cerca de 12.25 por cento. Por isso, o 400 W Painel Solar produz apenas sobre 350 W nesta situação.
O coeficiente do módulo é uma das poucas maneiras de prever suas mudanças de potência, dada a extensa variação nas tecnologias celulares, cada um deles tem um desempenho diferente sob a tensão de temperatura. Por exemplo, O mercado é atualmente dominado por painéis solares Perc, no entanto, Eles têm maiores chances de perder a eficiência, mais rápido em condições quentes, que pode não ter o menor coeficiente de temperatura. Por outro, Um coeficiente mais baixo, juntamente com uma melhor saída de longo prazo, pode oferecer melhores resultados; Exemplos incluem Módulos TopCon do tipo n e painéis HJT são os mais resistentes, com valores próximos -0.25%/°C.
| Tecnologia celular | Coeficiente de temperatura (%/°C) | Perda de eficiência a 35 ° C | Melhores casos de uso | Adoção de mercado |
|---|---|---|---|---|
| PERC | -0.38% para -0.45% | 13.3% para 15.8% | Climas moderados, Projetos sensíveis ao custo | 70% Quota de mercado |
| Topcon do tipo n | -0.30% para -0.34% | 10.5% para 11.9% | Climas quentes, instalações comerciais | 25% Quota de mercado |
| HJT (Heterojunção) | -0.25% para -0.28% | 8.8% para 9.8% | Calor extremo, instalações premium | 5% Quota de mercado |
Comparação de resistência ao calor da tecnologia do painel solar
Hbowa Supplies Painéis solares da Topcon do tipo n Como parte de seu portfólio de atacado e esses módulos são particularmente adequados para regiões quentes, como o sul da Ásia, Sudeste Asiático e África.
Estudo de caso: Impacto do calor em painéis solares em diferentes regiões
Como painéis solares quentes podem obter realmente depende do lugar onde as pessoas vivem. Como regra, A temperatura da célula do módulo aumenta para cima. Em Phoenix, Arizona, Instalações na cobertura em junho geralmente enfrentam temperaturas das células acima de 150 ° F (65°C). Um sistema com painéis com um -0.40%/C coeficiente pode perder quase 14% Potência classificada em torno das horas de pico.
Dubai é ainda mais quente. Módulos montados no solo Existem expostas a temperaturas do ar que excedem 105 ° F (40°C), bem como radiação solar intensa. Mesmo com o fluxo de ar aprimorado dos sistemas de terra, Uma célula em um painel pode atingir 140 ° F de 140 ° (60°C). Em relação aos painéis com coeficientes moderados, há perdas de 10-12%.
Por outro lado, As condições na Alemanha são mais favoráveis. Painéis na cobertura em Berlim no verão normalmente atingem apenas 120 ° F (49°C). Um painel com -0.34%/C O coeficiente nessas condições diminuiria as perdas para pouco abaixo 8%.
Esses exemplos provam que nem todos os painéis solares respondem da mesma maneira à temperatura. Em vez de, Como o ambiente e o local da construção definem os vários graus de perdas térmicas dos sistemas. Por isso, Ao planejar um projeto, Compreender a situação térmica regional é fundamental para projetar um sistema que executará continuamente com a eficiência.
Inversores e outros componentes do sistema sob estresse térmico
Painéis solares não são os únicos componentes afetados pela temperatura. Os eletrônicos enfrentam a mudança no desempenho devido ao aumento do calor. No caso de inversores, Suas temperaturas operacionais em condições reais podem diminuir a produção de eletricidade e a vida útil do serviço. Os inversores mal ventilados em locais quentes podem diminuir a capacidade de evitar superaquecimento e, portanto, podem diminuir a saída do sistema.
Modelos de inversores recentes como o Dizer e Growatt foram modificados para melhor desempenho no ambiente com calor constante. Esses inversores de alto desempenho usam tecnologias de refrigeração inteligentes e outros recursos de segurança para aumentar o desempenho de refrigeração e ter uma vida útil mais longa.
| Componente | Faixa de temperatura operacional | Impacto no calor | Fator de desgraça | Estratégia de mitigação |
|---|---|---|---|---|
| Painéis solares | -40° C a +85 ° C. | Perda de eficiência por ° C | -0.25% para -0.45% / °C | Melhor montagem, Escolha tecnologia de coeficiente de temperatura inferior |
| Inversores de string | -25° C a +60 ° C. | Trenização de energia acima de 40 ° C | −2% por 5 ° C acima de 40 ° C | Sombra, ventilação, Escolha marcas de qualidade |
| Otimizadores de potência | -40° C a +85 ° C. | Eficiência queda e redução de vida útil | -1% por 10 ° C acima de 50 ° C | Montar em painel com fluxo de ar / Permitir ventilação |
| Fiação DC | -40° C a +90 ° C. | Aumento da resistência | +0.4% Resistência por 10 ° C. | Use a fiação adequada do medidor, Isolamento resistente a UV |
| Baterias LiFePO4 | -20° C a +60 ° C. | Redução de capacidade | -0,5% por ° C acima de 25 ° C | Controle climático e gerenciamento térmico (isolamento, aquecimento/resfriamento) |
Análise completa do impacto do calor do sistema solar
Até o sistema de armazenamento de energia da bateria(Bess) tem limitações. As baterias de chumbo-ácido perdem capacidade e se degradam mais rapidamente sob altas temperaturas, enquanto Baterias LiFePO4 pode ser usado em temperaturas muito mais altas do que as tecnologias anteriores. Baterias Hbowa LIFEPO4 são feitos para climas quentes para trabalhar mais seguros e tenham mais vidas de bicicleta do que uma bateria normal desse clima.
Como minimizar a perda de calor em instalações solares
Altas temperaturas são inevitáveis, Mas seu efeito pode ser reduzido por ótimos projetos e seleção de tecnologia. Uma das maneiras mais simples de aumentar a perda de calor dos painéis solares é proporcionar uma lacuna entre os módulos solares e o teto. Para um habitual 60-Painel solar celular, Um espaçamento de 4-6 polegadas é efetivamente ideal para o ar escapar. O calor também depende da cor do material usado atrás do painel. Cores mais claras, como molduras prateadas e folhas de fundo de cor mais claras, Por exemplo, as lençóis brancos refletem mais luz solar e impedem que os módulos sejam aquecidos em comparação com módulos totalmente pretos.
Além disso, Sistemas de ventilação e soluções de rack são outra maneira de manter seus painéis frescos. A tecnologia que você escolheu faz mais trabalho. Os módulos TopCon e HJT do tipo n projetados de uma maneira que eles oferecem coeficientes mais baixos, minimizar assim o aumento da temperatura das células solares.
Em um dia com aumento extremo de temperatura, Os painéis solares devem estar equipados com a melhor tecnologia para evitar qualquer queda de eficiência. Os sistemas montados no solo geralmente operam a uma temperatura mais fria, garantindo um melhor desempenho. Os painéis solares montados no solo fornecem melhores projetos de ventilação.
O Hbowa oferece painéis solares de camada 1 no atacado dos principais fabricantes, subindo, Longo, Jinko, Trina, canadense, etc.. Temos painéis para diferentes climas e, por isso, dias quentes não devem mais se preocupar.
| Estratégia | Redução de temperatura | Impacto de custo | Dificuldade de instalação | ROI Linha do tempo | Melhores aplicações |
|---|---|---|---|---|---|
| Gap de fluxo de ar adequado (4–6 ″) | 10–15 ° F Redução | Baixo (+ $0.10/C) | Fácil | 1–2 anos | Todas as instalações na cobertura |
| Montagem no solo | 20–30 ° F Redução | Médio (+ $0.25/C) | Médio | 2–3 anos | Terra aberta, comercial |
| Lençóis de cor clara | 5–8 ° F Redução | Baixo (+ $0.05/C) | Fácil | 1–2 anos | Áreas sensíveis a estéticas |
| Tecnologia Topcon do tipo n | Melhor coeficiente de temperatura | Médio (+ $0.15/C) | Fácil | 3–4 anos | Climas quentes |
| Sistemas de refrigeração ativos | 25–40 ° F Redução | Alto (+ $0.50/C) | Complexo | 5–7 anos | Apenas climas extremos |
Comparação de estratégias de mitigação de calor
Perspectivas futuras: Tecnologia solar e resistência ao calor
Os designs modernos do módulo estão ficando mais eficientes em lugares quentes. As tecnologias modernas, como Topcon do tipo n e Células HJT são as novas tecnologias de módulo que mais baixas Coeficiente de temperatura do painel solar valores. Isso significa que os painéis recebem menos perda de calor quando fica quente. As camadas do camada de perovskita e mais Módulos de tecnologia bifacial estão fornecendo a vantagem de melhor resfriamento e maiores módulos de eficiência na luz solar direta e refletida.
O design do sistema da célula solar e do painel solar tem os inversores mais inteligentes, que tem o serviço de refrigeração nele, e as baterias também têm painéis de gerenciamento térmico, e foram criados sistemas que podem ajudar os painéis a permanecerem duráveis.
HBWOWS está investindo para eficiente Tecnologia da bateria e Tecnologia do painel solar, ou seja, Fornecendo baterias LIFEPO4 e tecnologias de painel eficientes para as indústrias e os negócios que estão sempre em condições de calor extremas.
Conclusão
Para concluir, Quão quente os painéis solares ficam? Eles podem ficar bem acima da temperatura do ar circundante, Mas as perdas de desempenho podem ser gerenciadas. A chave é entender o Coeficiente de temperatura de painéis solares e selecionar equipamentos que minimizam perdas de ineficiência devido a este calor.
Da escolha do painel até a bateria de design e armazenamento do inversor, Cada parte desempenha um papel na eficiência a longo prazo. HBOWA fornece atacado painéis solares, inversores e Baterias LiFePO4, Adequado para todos os climas, garantir que os projetos permaneçam confiáveis, independentemente de a instalação estar em desertos quentes ou regiões urbanas mais frias.
