Het conversierendement is de verhouding tussen het elektrische vermogen dat een fotovoltaïsch apparaat produceert en de hoeveelheid zonlicht die op het apparaat valt. Eenvoudiger gezegd, het is de hoeveelheid invallende zonne-energie die door een PV-systeem wordt omgezet in elektriciteit.
Onderzoekers hebben PV-cellen ontwikkeld met een rendement van bijna 50%, terwijl de meeste commerciële panelen een rendement van 15 tot 20 procent hebben.
Welke factoren beïnvloeden de conversie-efficiëntie?
PV-cellen zetten niet altijd 100% van de zonneschijn om in stroom. Het meeste ervan is eigenlijk al weg. De capaciteit van een zonnecel om het zonlicht dat hij ontvangt om te zetten, wordt beperkt door verschillende ontwerpelementen. Een hogere efficiëntie kan worden bereikt door te ontwerpen met deze aspecten in gedachten.
1. Golflengte
Fotonen, ofwel energiepakketjes, zijn de bouwstenen van licht en bestaan in verschillende energieën en golflengten. De golflengten van het zonlicht dat het aardoppervlak bereikt, variëren van ultraviolet tot infrarood. Sommige fotonen worden gereflecteerd wanneer licht het oppervlak van een zonnecel raakt, terwijl andere er dwars doorheen gaan. De energie van een deel van de geabsorbeerde fotonen wordt omgezet in warmte. De overgebleven fotonen bezitten voldoende energie om elektronen uit hun atoomverbindingen los te maken , wat resulteert in ladingsdragers en elektrische stroom.
2. temperatuur
Lage temperaturen zijn doorgaans het meest gunstig voor zonnecellen. Er ontstaat weliswaar een bescheiden toename in stroomsterkte, maar de spanning daalt aanzienlijk als gevolg van de veranderende halfgeleidereigenschappen bij hogere temperaturen. Extreme temperatuurstijgingen kunnen bovendien de materialen in de cel en andere modules beschadigen, waardoor hun levensduur wordt verkort. Omdat het grootste deel van het zonlicht dat op de cellen valt, wordt omgezet in warmte, verhoogt effectief thermisch beheer de efficiëntie en levensduur.
3. Reflectie
Door de hoeveelheid licht die van het celoppervlak wordt weerkaatst te verminderen , kan de efficiëntie worden verbeterd. Zo reflecteert onbehandeld silicium meer dan 30% van het licht dat erop valt. Reflectie wordt verminderd door antireflectiecoatings en gestructureerde oppervlakken. Een donkerblauwe of zwarte kleur duidt op een zeer efficiënte cel.
Hoe bepaalt u de conversie-efficiëntie?
Om de hoeveelheid energie die een cel produceert te schatten, evalueren onderzoekers de prestaties van een fotovoltaïsch (PV) apparaat. Stroom en spanning produceren samen elektrische energie. De relatie tussen stroom en spanning geeft een indicatie van de elektrische eigenschappen van een PV-apparaat. De stroom en spanning die door een cel of module worden gegenereerd, veranderen volgens de wet van Ohm als een bepaalde "belastingsweerstand" wordt aangesloten op de twee aansluitingen van het apparaat (de stroom door een geleider tussen twee punten is recht evenredig met het potentiaalverschil over die twee punten). Het rendement wordt bepaald door de gegenereerde stroom en spanning te meten bij verschillende belastingsweerstanden, terwijl de cel wordt blootgesteld aan een constant, standaard lichtniveau en een constante celtemperatuur wordt gehandhaafd.
Aanbevolen: 11 belangrijke factoren die de efficiëntie van zonnepanelen beïnvloeden
