Ar žinote, jog giedrą žiemos dieną tinkamu kampu pastatyti saulės fotoelektriniai moduliai generuoja daugiau elektros energijos, negu vasaros saulėtą dieną? Elektros energija saulės moduliuose yra gaminama iš šviesos, o ne šiluminės energijos. Tuo tarpu šiluma elektros generavimo procese virsta nuostoliais. Temperatūriniai nuostoliai yra tiesiogiai proporcingi fotoelektrinių celių temperatūrai. Kylant aplinkos temperatūrai, didėja celių temperatūra ir kartu galios nuostoliai.

Kaip apskaičiuoti galios nuostolius ir kokiu būdu nustatyti celių temperatūrą žinant aplinkos temperatūrą?

Tam yra labai naudingas parametras NOCT (Nominal Cell Operating Temperature), kuris yra dažniausiai pateikiamas saulės modulių specifikacijoje. Tai yra fotoelektrinės celės temperatūra, kai saulės spinduliuotė yra 800 W/m2, vėjo greitis 1 m/s ir aplinkos temperatūra +20 C.

Turint NOCT parametrą, galima apskaičiuoti celių temperatūrą, esant 1000 W/m2 saulės spinduliuotei.

čia:

  • τα – fotoelektrinio modulio šviesos absorbcijos dydis

  • UL – nuostolių koeficientas

  • Tc, NOCT – nominali celės temperatūra (iš saulės modulio specifikacijos)

  • Ta – aplinkos temperatūra pagal NOCT, t. y. +20 C

  • Gt, NOCT – saulės spinduliuotė pagal NOCT, t. y. 800 W/m2

Šviesos absorbcijos dydis, tai yra saulės modulio sugertos šviesos ir visos saulės spinduliuotės į modulio paviršių santykis. Saulės modulis absorbuoja mažiausiai 90% visų saulės spindulių, kurie apšviečia jį. Taigi, šviesos absorbcijos dydis yra 0.9.

Dabar, žinant aplinkos temperatūrą, galima nustatyti celių temperatūrą:

čia:

  • Tc – fotoelektrinės celės temperatūra

  • Ta – aplinkos temperatūra

  • Gt – saulės spinduliuotė (1000 W/m2)

  • μ – saulės modulio naudingumo koeficientas

Žinant celės temperatūrą , galima apskaičiuoti galios nuostolius:

Nuostoliai % = (Tc – T.ref) x Temp. koef.

čia:

  • Tc – fotoelektrinės celės temperatūra

  • T.ref – standartinė (STC – Standard Testing Conditions) celės temperatūra (+25 C)

  • Temp.koef. – saulės modulio temperatūrinis koeficientas, lygus saulės modulio specifikacijoje nurodytam įtampos temperatūriniam koeficientui.

Dabar atlikime skaičiavimus su realiais skaičiais. Pasinaudokime lietuviško polikristalinio saulės modulio SOLET 250W parametrais.

Duomenys iš specifikacijos:

Nominali galia: 250 W

Modulio naudingumo koeficientas: 15%

Galios temperatūriniai nuostoliai: – 0.47 %/ C

NOCT: 48.3 C

Aplinkos temperatūra: panagrinėkime karščiausios vasaros dieną, kuomet temperatūra saulėje siekia +40 C

Taigi: τα / UL = (48.3 – 20) / 800 = 0.03537

 Tc = 40 + (1000 x 0.03537 (1-0.141/0.9) = 69.83 C

 Nuostoliai % = (69.83 – 25) x 0.47 = 21.07 %

Išvada tokia, jog esant aplinkos temperatūrai +40 C, saulės fotoelektrinė celė įkaista net iki +70 C ir 250 W modulio galia nukrenta iki 197 W. Jeigu turite 4 kW saulės jėgainę, tai karštą vasaros dieną ji daugiausiai gali sugeneruoti 3.16 kW + įrangos nuostoliai.

Jeigu norite palikti komentarą po šiuo straipsniu, rinkitės vieną iš galimų komentavimo sistemų (Facebook arba Disqus):


Komentarai