Sólarorka er form hreinnar og endurnýjanlegrar orku sem er virkjuð frá sólinni í gegnum sólarrafhlöður. Þessar spjöld innihalda ljósafrumur (PV) sem breyta sólarljósi í rafmagn. Þar sem heimurinn stendur frammi fyrir aukinni eftirspurn eftir orku ásamt þörf fyrir sjálfbæra orkugjafa hefur sólarorka orðið almennt viðtekin lausn. Þrátt fyrir þetta er skilvirkni sólarrafhlaða enn áskorun. Þessi grein miðar að því að greina skilvirknitap í sólarorkukerfum, þætti sem leiða til þessa taps og hvernig á að sigrast á því.
Skilvirkni tap
Skilvirknitap er hægt að skilgreina sem magn orku sem framleitt er af sólarplötu í samanburði við hámarksafköst hennar. Hún er mæld í hlutfalli og metnaðarvænting fyrir flestar sólarrafhlöður er venjulega á milli 14-22%. Raunveruleg skilvirkni sólarrafhlöðna er hins vegar minni í reynd en í tilraunaprófunum af ýmsum ástæðum. Einn algengur þáttur sem leiðir til þessa misræmis er magn orku sem tapast við umbreytingu úr sólarljósi í rafmagn. Fyrsti búnaðurinn sem veldur þessu er endurkaststapið, þar sem hluti af sólarljósinu á sólarplötunni endurkastast til baka. Annar búnaðurinn sem veldur þessu er frásogstap, þar sem hluti af innfallandi sólarljósi frásogast en breytist ekki í rafmagn. Þriðja vélbúnaðurinn er rafmagnstap þegar rafmagnsviðnám í spjöldum veldur straumtapi. Að lokum á sér stað hitatap þegar hækkun hitastigs minnkar möguleikamuninn, sem leiðir til lækkunar á útgangsspennunni.
Þættir sem leiða til taps á skilvirkni
1. Tap inverter:Sólarrafhlöður framleiða jafnstraum (DC) sem síðan er breytt í riðstraum (AC) í gegnum inverter, til notkunar í heimilistækjum okkar. Hins vegar, meðan á þessu umbreytingarferli stendur, leiðir það til nokkurs orkutaps.
2. Hugleiðingartap:Eins og áður hefur komið fram, þá endurkastast hlutfall sólarljóssins á sólarplötuna aftur út í andrúmsloftið. Þetta þýðir að orkunotkunin er lægri en sú orku sem spjaldið fær.
3. Frásogstap:Ekki er allt ljósið sem er tiltækt fyrir umbreytingu frásogast af sólarplötunni. Sumt af sólarljósinu er ekki gagnlegt fyrir ferlið og því tapast hluti af tiltækri orku.
4. Skilvirkni eininga:Skilvirkni sólareininga fer eftir gæðum efnanna sem notuð eru, sem ákvarðar getu þeirra til að gleypa hámarks magn ljóss. Sólarplata sem er ekki fínstillt fyrir hámarks frásog mun leiða til meira orkutaps.
Leiðir til að vinna bug á skilvirknistapi
1. Auktu skilvirkni sólarplötur:Hægt er að bæta skilvirkni sólarrafhlöðna með því að nota mjög skilvirk efni, byggingartækni og betriframleiðsluferli. Þetta mun bæta heildarafköst spjaldsins og leyfa því að gleypa meira ljós, sem dregur úr tapinu sem verður fyrir við umbreytingu.
2. Minnkaðu fjarlægðina á milli spjalda:Með því að minnka fjarlægðina á milli spjaldanna minnkar magn sólarljóss sem frásogast ekki vegna skugga spjaldsins og minnkar þar með orkutapið.
3. Notkun invertera með mikilli skilvirkni:Notkunafkastamikill invertereykur framleiðslan sem myndast frá ljósvakaeiningunum með því að draga úr tapinu sem verður við umbreytingu jafnstraums í riðstraum.
4. Stefna sólarrafhlöðu:Stilling sólarrafhlöðna getur haft veruleg áhrif á frammistöðu þeirra. Að setja þau upp í ákjósanlegri stöðu til að fá hámarks útsetningu fyrir sólarljósi getur aukið skilvirkni þeirra og dregið úr skilvirknitapi.
Niðurstaða
Að lokum er sólarorka sífellt aðlaðandi orkugjafi vegna hreinna og endurnýjanlegra eiginleika hennar. Hins vegar er enn veruleg áskorun sem þarf að sigrast á skilvirknistapinu sem verður fyrir meðan á því að breyta sólarorku í rafmagn. Ýmsir þættir stuðla að þessu tapi, þar á meðal tap á inverter, frásogstap, endurkaststap og skilvirkni eininga. Þrátt fyrir þetta eru nokkrar leiðir til að vinna bug á þessu tapi, þar á meðal að bæta skilvirkni sólarrafhlöðna, minnka fjarlægðina á milli spjaldanna, notkun á afkastamiklum invertara og bestu stefnu sólarrafhlöðu. Sólarorka er á leiðinni til að leggja verulega sitt af mörkum til alþjóðlegrar orkusamsetningar. Þess vegna er nauðsynlegt að við höldum áfram að leitast við að draga úr skilvirknitapi og bæta frammistöðu sólarplötur með nýrri tækni og vörum.