Quanto è efficiente un pannello fotovoltaico?

L’efficienza del pannello solare è una misura della capacità di un pannello solare di convertire la luce solare in elettricità utilizzabile. Data la stessa quantità di luce solare che splende per la stessa durata di tempo su due pannelli solari con classi di efficienza diverse, il pannello più efficiente produrrà più elettricità rispetto al pannello meno efficiente. L’efficienza dei pannelli solari è determinata dalla produzione di elettricità da parte delle celle solari, che a sua volta è influenzata dalla composizione delle celle, dalla configurazione elettrica, dai componenti circostanti e altro ancora.

Quanto sono efficienti i pannelli solari?

La maggior parte dei pannelli solari ha un’efficienza compresa tra il 15% e il 20%, con valori anomali su entrambi i lati dell’intervallo. I pannelli solari di alta qualità possono superare il 22% di efficienza in alcuni casi (e quasi raggiungere il 23%!), Ma la maggior parte dei pannelli fotovoltaici disponibili non ha un’efficienza superiore al 20%.

La percentuale reale di trasformazione dell’energia solare in energia utilizzabile dipende da fattori come il posizionamento, l’orientamento, le condizioni meteorologiche e simili. La quantità di luce solare che i sistemi di pannelli solari sono in grado di convertire in elettricità effettiva è chiamata prestazione e il risultato determina l’efficienza del pannello solare.

Per determinare l’efficienza del pannello solare, i pannelli vengono testati in condizioni di prova standard (STC). STC specifica una temperatura di 25 ° C e un irraggiamento di 1.000 W / m2. Questo è l’equivalente di una giornata di sole con la luce incidente che colpisce una superficie inclinata di 37 ° esposta al sole. In queste condizioni di prova, un’efficienza del pannello solare del 15% con una superficie di 1 m2 produrrebbe 150 Watt.

Data la stessa quantità di luce solare che splende per la stessa durata di tempo su due pannelli solari con classi di efficienza diverse, il pannello più efficiente produrrà più elettricità rispetto al pannello meno efficiente. L’efficienza dei pannelli solari è determinata dalla produzione di elettricità da parte delle celle solari, che a loro volta sono influenzate dalla composizione, dalla configurazione elettrica, dai componenti circostanti e altro ancora.

In termini pratici, per due pannelli solari della stessa dimensione fisica, se uno ha un’efficienza del 21% e l’altro ha un’efficienza del 14%, il pannello con un’efficienza del 21% produrrà il 50% in più di kilowattora (kWh) di elettricità alle stesse condizioni del pannello con un’efficienza del 14%. Pertanto, massimizzare l’uso di energia e il risparmio sulle bollette dipende in gran parte dall’efficienza dei pannelli solari di alto livello.

I pannelli solari fotovoltaici più efficienti

I pannelli solari più efficienti oggi sul mercato hanno valutazioni di efficienza fino al 22,8%, mentre la maggior parte dei pannelli varia dal 16% al 18% di efficienza. I pannelli SunPower sono noti per essere il marchio di pannelli solari più efficiente disponibile sul mercato. Anche se avranno un prezzo più alto, SunPower sarà spesso il preferito dai consumatori per chiunque si preoccupi dell’efficienza come metrica di interesse principale.

Produzione massima o offset massimo: se il tuo obiettivo è massimizzare la quantità di elettricità prodotta dal tuo sistema o vuoi assicurarti di acquistare la quantità minima di elettricità dall’utilità, ma la quantità di spazio sul tetto che hai a disposizione per installare i pannelli solari è limitata dimensione, si può scegliere di installare pannelli solari ad alta efficienza. Questo ti garantirà la massima produzione dal tuo sistema di pannelli solari.

Costo contro valore: i pannelli solari più efficienti tendono a costare di più rispetto alle loro controparti meno efficienti. Potresti voler analizzare se questa differenza di costo iniziale è giustificata dall’aumento del risparmio ottenuto dalla generazione di più elettricità per tutta la durata del tuo sistema di energia solare. L’aumento della produzione di elettricità significa che devi acquistare meno energia dalla tua azienda e, in alcuni stati, può anche generare un reddito più elevato.

Cosa determina l’efficienza del pannello solare?

Ci sono diversi fattori che determinano l’efficienza di un pannello solare. Fondamentalmente, l’efficienza del pannello solare è determinata dalla quantità di luce solare in entrata che il pannello solare può convertire in elettricità utilizzabile. Ma quali fattori determinano il tasso di conversione finale? Ci sono diversi elementi che ricercatori e produttori di celle solari considerano quando progettano e producono pannelli solari efficienti:

  • Materiale: il tipo di materiale (silicio monocristallino, silicio policristallino, tellururo di cadmio, ecc.) Influenza il modo in cui la luce si converte in elettricità
  • Cablaggio e bus – l’organizzazione di cavi e “busbar” su un pannello solare che effettivamente catturano e trasferiscono l’elettricità impatta sull’efficienza
  • Riflessione: se la luce viene riflessa da un pannello solare, l’efficienza potrebbe diminuire. Questo è il motivo per cui lo strato di vetro sopra le celle solari in silicio è così importante.

Inoltre, fattori come la capacità di assorbire la luce su entrambi i lati di una cella (pannelli solari bifacciali) e la capacità di assorbire lunghezze d’onda variabili della luce (pannelli solari multigiunzione) modificano l’equazione di efficienza per i pannelli solari. Tutto sommato, ci sono una moltitudine di leve che scienziati e ricercatori possono utilizzare quando lavorano per migliorare l’efficienza dei pannelli solari. Alla fine, si tratta di convertire più luce solare in entrata in elettricità.

Test approfonditi di pannelli solari in condizioni estreme

Nessun singolo cliente vuole ritrovarsi con pannelli solari che non siano tecnicamente validi. Ci sono grandi vantaggi dell’energia solare, ma è importante avere il giusto tipo di pannello solare installato nella tua casa. Per garantire la qualità di un pannello solare, esso è ampiamente testato in condizioni estreme.

Neve

Uno spesso strato di neve può essere troppo pesante per un pannello solare. Le celle solari smettono di funzionare quando più di 5 cm di neve si accumulano su un pannello solare e diminuiscono l’efficienza del pannello solare del 100%. Tuttavia, l’inclinazione dei pannelli solari consente alla neve di scivolare via e, in caso contrario, può essere rimossa manualmente.

Vento

Il vento è una delle cause più previste di danni alle celle solari. I produttori di pannelli solari conducono test approfonditi nella galleria del vento per ridurre i potenziali danni.

Grandine

Il test della grandine consiste nel lanciare grandine artificiale a una velocità compresa tra 20 e 30 m / s. Le celle solari rimangono intatte a queste velocità.

Ghiaccio

Il ghiaccio si accumula sulla superficie delle celle solari quando non viene applicato alcun rivestimento in silicone. L’accumulo di ghiaccio può potenzialmente ridurre l’efficienza dei pannelli solari dal 25 al 100%.

Residuo chimico

Affinché il residuo chimico si dissolva, almeno 20 mm di pioggia devono atterrare sulla superficie delle celle solari. La ricerca ha mostrato una riduzione dello 0,2% dell’efficienza dei pannelli solari quando sono coperti da uno strato di accumulo chimico.

Degradazione UV

Una struttura di celle solari può essere delaminata dalla degradazione indotta dai raggi UV. Un’altra conseguenza può essere lo scolorimento delle singole celle solari.

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