Περιεχόμενα

1. Εισαγωγή
2. Σύγκριση Απόδοσης Συλλεκτών 1/3 Κοπής και Μισής Κοπής Σε Υψηλές Θερμοκρασίες
3. Συμπεράσματα

Εισαγωγή

Στον τομέα των ηλιακών φωτοβολταϊκών, η αποδοτικότητα και η σταθερότητα των πάνελ είναι κρίσιμοι παράγοντες που καθορίζουν την ποσότητα της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας. Με την τεχνολογική πρόοδο, ο σχεδιασμός των φωτοβολταϊκών πάνελ έχει βελτιστοποιηθεί συνεχώς. Οι ηλιακοί συλλέκτες με 1/3 κοπή και μισής κοπής, λόγω των διαφορετικών χαρακτηριστικών ρεύματος και τάσης τους, παρουσιάζουν σημαντικές διαφορές απόδοσης σε συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας. Αυτό το άρθρο θα εξετάσει γιατί οι ηλιακοί συλλέκτες με 1/3 κοπή παράγουν περισσότερη ενέργεια από τους μισής κοπής σε τέτοιες συνθήκες.

Τα φωτοβολταϊκά πάνελ μετατρέπουν την ηλιακή ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια μέσω του φωτοηλεκτρικού φαινομένου. Στη διαδικασία αυτή, το ρεύμα στο πάνελ επηρεάζει τη λειτουργική του θερμοκρασία. Όσο υψηλότερο είναι το ρεύμα, τόσο μεγαλύτερες είναι οι απώλειες αντίστασης, οδηγώντας σε σημαντική αύξηση της λειτουργικής θερμοκρασίας του πάνελ. Επιπλέον, η λειτουργική θερμοκρασία του πάνελ επηρεάζει τις απώλειες της ισχύος του. Γενικά, όσο υψηλότερη είναι η λειτουργική θερμοκρασία ενός φωτοβολταϊκού πάνελ, τόσο μεγαλύτερες είναι οι απώλειες ισχύος του. Επομένως, το ρεύμα του πάνελ έχει σημαντική επίδραση στην απόδοση ισχύος του, με υψηλότερο ρεύμα να οδηγεί σε μεγαλύτερες απώλειες ισχύος.

Σύγκριση Απόδοσης Συλλεκτών 1/3 Κοπής και Μισής Κοπής Σε Υψηλές Θερμοκρασίες

1. Χαρακτηριστικά Ρεύματος και Τάσης:

• Συλλέκτες 1/3 Κοπής: Αυτοί οι συλλέκτες έχουν χαμηλότερο ρεύμα και υψηλότερη τάση. Για παράδειγμα, ο συλλέκτης 1/3 κοπής Twisun Pro (TOPCon) με ισχύ 430W έχει ρεύμα 9.96A και τάση 43.2V.
• Συλλέκτες Μισής Κοπής: Αυτοί οι συλλέκτες έχουν υψηλότερο ρεύμα και χαμηλότερη τάση. Για παράδειγμα, άλλοι συλλέκτες μισής κοπής TOPCon στην αγορά με ισχύ 430W έχουν ρεύμα 13.49A και τάση 31.88V.

2. Απώλειες Αντίστασης:

Το υψηλότερο ρεύμα οδηγεί σε μεγαλύτερες απώλειες θερμότητας λόγω αντίστασης. Οι απώλειες αντίστασης υπολογίζονται με τη φόρμουλα Pres = I² × R.

Υποθέτοντας ότι η αντίσταση R είναι η ίδια για τους δύο τύπους συλλεκτών, το ρεύμα στους συλλέκτες μισής κοπής (13.49A) είναι υψηλότερο από αυτό των συλλεκτών 1/3 κοπής (9.96A), οδηγώντας σε μεγαλύτερες απώλειες αντίστασης.

• Συλλέκτης 1/3 Κοπής:
• Ρεύμα I = 9.96A
• Απώλεια αντίστασης Pres = 9.96² × R = 99.2R
• Συλλέκτης Μισής Κοπής:
• Ρεύμα I = 13.49A
• Απώλεια αντίστασης Pres = 13.49² × R = 181.98R

Η απώλεια αντίστασης στους συλλέκτες μισής κοπής είναι περίπου 1.83 φορές μεγαλύτερη από αυτή των συλλεκτών 1/3 κοπής.

3. Αύξηση Θερμοκρασίας:

Η αύξηση θερμοκρασίας είναι ανάλογη της απώλειας αντίστασης. Αν υποθέσουμε ότι οι άλλες συνθήκες είναι ίδιες, η αύξηση θερμοκρασίας στους συλλέκτες μισής κοπής θα είναι 1.83 φορές μεγαλύτερη από αυτή των συλλεκτών 1/3 κοπής.

Λόγω του υψηλότερου ρεύματος στους συλλέκτες μισής κοπής, η απώλεια αντίστασης είναι μεγαλύτερη, με αποτέλεσμα σημαντικότερη αύξηση θερμοκρασίας.

Υποθέτοντας θερμοκρασία περιβάλλοντος 30°C και θερμοκρασία λειτουργίας 60°C για τους συλλέκτες 1/3 κοπής:

• Συλλέκτης 1/3 Κοπής:
• Αύξηση θερμοκρασίας = 60°C − 30°C = 30°C
• Συλλέκτης Μισής Κοπής:
• Αύξηση θερμοκρασίας = 30°C × 1.83 = 54.9°C
• Θερμοκρασία λειτουργίας = 30°C + 54.9°C = 84.9°C

Συνεπώς, σε περιβάλλον 30°C, η θερμοκρασία λειτουργίας ενός συλλέκτη μισής κοπής θα είναι περίπου 84.9°C, η οποία είναι 24.9°C υψηλότερη από αυτή ενός συλλέκτη 1/3 κοπής.

4. Απώλεια Ικανότητας:

Υποθέτοντας έναν συντελεστή θερμοκρασίας ισχύος -0.29%/°C για τους συλλέκτες TOPCon:

• Συλλέκτης 1/3 Κοπής:
• Ποσοστό απώλειας ισχύος = −0.29%/°C × 30°C = −8.7%
• Απώλεια ισχύος = 430W × (−8.7%) = −37.41W
• Συλλέκτης Μισής Κοπής:
• Ποσοστό απώλειας ισχύος = −0.29%/°C × 54.9°C = −15.92%
• Απώλεια ισχύος = 430W × (−15.92%) = −68.456W

Ο συλλέκτης μισής κοπής χάνει περίπου 31.046W περισσότερη ισχύ από τον συλλέκτη 1/3 κοπής.

• Ποσοστιαία Διαφορά Απώλειας Ικανότητας:
• Ποσοστιαία διαφορά = (68.456W − 37.41W) / 430W × 100% = 7.22%

Λόγω του υψηλότερου ρεύματος (13.49A) στους συλλέκτες μισής κοπής, που οδηγεί σε υψηλότερη αύξηση θερμοκρασίας (54.9°C), αυτοί υφίστανται μεγαλύτερη απώλεια ισχύος. Σύμφωνα με τους υπολογισμούς, οι συλλέκτες μισής κοπής χάνουν περίπου 31.046W περισσότερη ισχύ από τους συλλέκτες 1/3 κοπής, που ισοδυναμεί με επιπλέον 7.22% απώλεια ισχύος.

5. Ετήσιες Απώλειες Παραγωγής Ικανότητας:

Υποθέτοντας ένα φωτοβολταϊκό σύστημα TOPCon 10kW με μέση διάρκεια ηλιοφάνειας 4 ώρες/ημέρα, αποδοτικότητα συστήματος 85%, και 365 ημέρες/χρόνο:

Η επιπλέον απώλεια ισχύος για τους συλλέκτες μισής κοπής σε σύγκριση με τους συλλέκτες 1/3 κοπής είναι 31.046 watts.

• Υπολογισμός Ετήσιας Απώλειας Παραγωγής Ικανότητας:
• Ετήσια απώλεια παραγωγής = 31.046W × 4 ώρες/ημέρα × 365 ημέρες × 0.001 kWh/W = 45.33 kWh

Η ετήσια απώλεια περίπου 45.33 κιλοβατώρες (kWh) παραγωγής ισχύος ισοδυναμεί με την ενέργεια που καταναλώνει ένα τυπικό νοικοκυριό χρησιμοποιώντας ένα φούρνο μικροκυμάτων καθημερινά για ολόκληρο το έτος.

Συμπέρασμα

Συνολικά, οι συλλέκτες ηλιακής ενέργειας 1/3 κοπής δείχνουν σημαντικά πλεονεκτήματα σε σύγκριση με τους συλλέκτες μισής κοπής σε περιβάλλοντα υψηλών θερμοκρασιών. Αυτό οφείλεται κυρίως στο χαμηλότερο ρεύμα τους, το οποίο μειώνει τις απώλειες αντίστασης και την αύξηση θερμοκρασίας. Αντίθετα, οι συλλέκτες μισής κοπής, με το υψηλότερο ρεύμα τους, υφίστανται μεγαλύτερες απώλειες αντίστασης και αύξηση θερμοκρασίας, με αποτέλεσμα μεγαλύτερες απώλειες ισχύος και τελικά αντίκτυπο στη συνολική αποδοτικότητα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Σε πρακτικές εφαρμογές, ειδικά σε συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας, η επιλογή συλλεκτών 1/3 κοπής μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και τη σταθερότητα του συστήματος. Επομένως, για φωτοβολταϊκά συστήματα που λειτουργούν σε συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας, οι συλλέκτες 1/3 κοπής είναι αναμφισβήτητα η πιο ιδανική επιλογή.

Αξιοσημείωτο είναι ότι το Twisun Pro της Maysun Solar αποτελεί εξαιρετική επιλογή ανάμεσα στους συλλέκτες 1/3 κοπής. Το Twisun Pro διαθέτει εξαιρετικά χαρακτηριστικά με χαμηλό ρεύμα 10A, επιδεικνύοντας εξαιρετική απόδοση παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας ακόμη και σε περιβάλλοντα υψηλών θερμοκρασιών, ενώ ελαχιστοποιεί τις θερμικές απώλειες ισχύος στο μέγιστο βαθμό. Επιπλέον, το χαμηλό ρεύμα βοηθά στη μείωση πιθανών κινδύνων, όπως οι πυρκαγιές λόγω υπερβολικής αύξησης θερμοκρασίας. Επιλέγοντας το Twisun Pro, εξασφαλίζετε ότι το φωτοβολταϊκό σας σύστημα λειτουργεί αποδοτικά και αξιόπιστα υπό διάφορες κλιματικές συνθήκες. Αυτή η επιλογή όχι μόνο βελτιώνει τη συνολική αποδοτικότητα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, αλλά προσφέρει επίσης μακροχρόνια αξιοπιστία και ασφάλεια για το ενεργειακό σας σύστημα.

Μπορεί επίσης να σας ενδιαφέρει: