Muunnoshyötysuhde on aurinkosähkölaitteen sähkötehon suhde laitteeseen tulevan auringonvalon tehoon. Yksinkertaisemmin sanottuna se voidaan määritellä aurinkosähköjärjestelmän sähköksi muuntamana tulevan aurinkoenergian määränä.
Tutkijat ovat luoneet PV-kennoja, joiden hyötysuhde on lähes 50 prosenttia, huolimatta siitä, että suurimman osan kaupallisista paneeleista hyötysuhde on 15-20 prosenttia.
Mitkä ovat muunnostehokkuuteen vaikuttavat tekijät?
PV-kennot eivät aina muuta 100 % auringonpaisteesta sähköksi. Suurin osa siitä on itse asiassa poissa. Aurinkokennon kykyä muuntaa sen vastaanottama auringonvalo rajoittavat monet suunnitteluelementit. Nämä näkökohdat huomioon ottaen suunnittelussa voidaan saavuttaa suurempi tehokkuus.
1. Aallonpituus
Fotonit eli energiapaketit ovat valon rakennuspalikoita, ja niitä on eri energioilla ja aallonpituuksilla. Planeetan pinnalle saapuvan auringonvalon aallonpituudet vaihtelevat ultravioletista infrapunaan. Jotkut fotonit heijastuvat, kun valo osuu aurinkokennon pintaan, kun taas toiset kulkevat suoraan läpi. Joidenkin absorboituneiden fotonien energia muuttuu lämmöksi. Jäljelle jääneillä fotoneilla on riittävästi energiaa vapauttaakseen elektroneja atomisidoksistaan , mikä johtaa varauksenkuljettajiin ja sähkövirtaan.
2. Lämpötila
Alhaiset lämpötilat ovat tyypillisesti parhaita aurinkokennoille. Virran nousu on vaatimatonta, mutta jännitteen lasku on paljon suurempi, koska korkeammat lämpötilat muuttavat puolijohdeominaisuuksia. Äärimmäiset lämpötilan nousut voivat myös vahingoittaa kennon ja muiden moduulien materiaaleja ja lyhentää niiden käyttöikää. Koska suurin osa kennoihin osuvasta auringonvalosta muuttuu lämmöksi, tehokas lämmönhallinta lisää tehokkuutta ja pidentää käyttöikää.
3. Heijastus
Vähentämällä kennon pinnalta heijastuvan valon määrää voidaan parantaa tehokkuutta. Esimerkiksi käsittelemätön pii heijastaa yli 30 % siihen osuvasta valosta. Heijastusta vähennetään heijastamattomilla pinnoitteilla ja teksturoiduilla pinnoilla. Tummansininen tai musta väri osoittaa, että kenno on erittäin tehokas.
Kuinka määrität konversiotehokkuuden?
Aurinkokennon tuottaman tehon arvioimiseksi tutkijat arvioivat aurinkosähkölaitteen suorituskykyä. Virta ja jännite yhdessä tuottavat sähkötehoa. Virran ja jännitteen väliset suhteet mittaavat aurinkosähkölaitteen sähköisiä ominaisuuksia. Kennon tai moduulin tuottama virta ja jännite muuttuvat Ohmin lain mukaisesti, jos laitteen kahteen napaan on liitetty tietty "kuormitusvastus" (johtimen läpi kulkeva virta kahden pisteen välillä on suoraan verrannollinen potentiaalieroon näiden kahden pisteen välillä). Hyötysuhde määritetään mittaamalla eri kuormitusvastuksilla tuotettu virta ja jännite samalla, kun kenno altistetaan vakiolle, vakiovalotasolle ja kennon lämpötila pidetään tasaisena.
Suositus: 11 tärkeintä aurinkopaneelien tehokkuuteen vaikuttavaa tekijää
