İçerik
- Enerji nereden geliyor?
- Güneş Ne Kadar Güç Sağlar?
- Güneş Enerjisinin Yüzde Yüzü Güneş Pilleri Kullanabilir mi?
- Panel Verimliliğini Nasıl Artırıyoruz?
Bir fotovoltaik sistemin verimliliği, bir güneş pilinin mevcut güneş enerjisinin ne kadarının elektrik enerjisine dönüştüğünün ölçümüdür. Tipik silikon güneş pillerinin çoğu, yüzde 15 civarında bir maksimum verime sahiptir. Bununla birlikte, yüzde 15 verimliliğine sahip bir güneş enerjisi sistemi bile ortalama bir evi uygun maliyetli bir şekilde güçlendirebilir.
Enerji nereden geliyor?
Güneş ışığındaki enerji foton denilen paketlerde gelir. Bu fotonlar, dalga boylarına bağlı olarak belirli miktarda enerji taşırlar. Dalga boyu azaldıkça bir fotonun enerjisi artar. Bu fotonlar güneş hücresindeki elektronları uyarır ve bu da devreden akmalarını ve elektrik akımı oluşturmasını sağlar. Bir elektronu silikonda serbest bırakmak için, bir fotonun en az 1.1 elektron volt enerji ihtiyacı vardır. Bir elektron volt, bir elektronu bir volt potansiyel farkından hareket ettirmek için gereken enerji miktarıdır. Bir fotonun 1,1 elektron volttan fazla olması durumunda, bir elektron devre boyunca hareket eder, ancak aşırı enerji ısı olarak salınır. Güneş pillerinin bu kadar düşük verime sahip olmasının sebeplerinden biri de bu; çalışmak için sadece çok spesifik bir enerjiye ihtiyaçları var.
Güneş Ne Kadar Güç Sağlar?
Güneş, Dünya üzerinde bulunduğunuz yere ve gökyüzündeki yere bağlı olarak farklı miktarda güç sağlar. Güneş panelleri tipik olarak, AM1.5 olarak bilinen standart şartlar varsayılarak değerlendirilir. Bu, güneş panelleri için kabul edilen test koşulu olan hava kütlesi 1.5 anlamına gelir. AM1.5'te, güneş metrekare başına 1.000 watt sağlar. Bununla birlikte, mevcut güneş enerjisi bölgeye, hava şartlarına ve günün saatine göre değişir.
Güneş Enerjisinin Yüzde Yüzü Güneş Pilleri Kullanabilir mi?
Güneşin gücünü anlamak için, kara cisim spektrumu adı verilen bir radyasyon modeli kullanıyoruz. Kara cisim spektrumu bize nesnelerin farklı dalga boylarındaki enerji dağılımını söyler. Bir kara cisim spektrumuna dayanarak, güneşten gelen enerjinin yüzde 23'ü güneş panelleri için yararlı olmak için çok uzun bir dalga boyuna sahiptir. Bu fotonlar hücreden geçecek. Diğer dalga boyları biraz fazla enerjiye sahiptir. Aslında, güneş enerjisinin yüzde 33'ü bir başka silikon güneş pilleri için de kullanılamayan aşırı enerjidir. Bu nedenle, bu silikon güneş pilleri için mevcut olan güneş enerjisinin sadece yüzde 44'ünü bırakır. Bu enerjinin daha fazlası, hücrenin kendisindeki yansıma ve diğer işlemler nedeniyle kaybedilir. Dolayısıyla, teorik olarak maksimum verimlilik daha yüksek olsa da, silikon hücrelerinin gerçek verimliliği genellikle yüzde 15 civarındadır.
Panel Verimliliğini Nasıl Artırıyoruz?
Güneş paneli verimliliğini artırmak için, onları yapmak için kullandığımız malzemeleri geliştirebilir ve çeşitlendirebiliriz. Farklı malzemeler, akım üretmek için farklı miktarda foton enerjisi gerektirir. Bu nedenle, hibrit paneller, yakalanan enerjiyi en üst düzeye çıkarmak için çeşitli elektron volt değerlerini kapsayabilir. Bu yaklaşımla ilgili bir sorun, imalat maliyetidir. Standart güneş paneli, yaygın olarak bulunabilen ve iyi anlaşılan silikondan yapılmıştır. Güneş panellerinde kullanılan malzemeler daha nadir ve daha uzmanlaşmış hale geldikçe, imalat maliyeti artmaktadır. Bu nedenle, verimlilikteki bir artış maliyette bir artışa neden olur.