Meest efficiënte fotovoltaïsche zonnepanelen

Het rendement van zonnepanelen is afhankelijk van het soort gebruikte silicium in de zonnecellen , de fysische constructie van de cellen en de manier waarop de zonnecellen levert vermogen . Standaard, off -the - shelf zonnepanelen behulp van goedkope technologie een rendement van slechts 10 tot 12 procent , terwijl commercieel verkrijgbare hoogrendement zonnepanelen met een spanningsregelaar om de spanning op zijn maximum te houden kan werken op bijna 20 procent . Dergelijke geavanceerde cellen zijn duurder . De lokale kosten van elektriciteit is de belangrijkste factor om te besluiten of het zinvol is om een efficiëntere panelen installeren tegen een hogere kostprijs . Achtergrond

fotovoltaïsch effect werd ontdekt door de Franse natuurkundige Alexandre Edmond Becquerel in 1839 , maar het was het Amerikaanse ruimteprogramma in 1950 die leidde tot de ontwikkeling van zonnecellen die nuttig geproduceerde stroom . Deze vroege zonnecellen werden gebruikt voor satellieten en had een rendement van 2 procent . Door de jaren 1960 cellen met 10 procent efficiëntie waren in de handel verkrijgbaar . Onderzoek blijft met multi-junctie cellen met meerdere lagen en nanobuis cellen met verhoogde oppervlakken. Dergelijke cellen hebben 40 procent efficiëntie in laboratoria gerealiseerd .
Soorten silicium in cellen

Zonnecellen worden gemaakt van silicium , en de siliconen materiaal is hetzij monokristallijn , polykristallijn of amorf . Monokristallijne cellen zijn de meest efficiënte en elke cel is een stukje van een enkel kristal silicium . De monokristallijn silicium deeltjes zijn moeilijk te produceren en de cellen zijn de duurste van de standaard cellen . Polykristallijne cellen liggen in het midden in termen van kosten en efficiency , terwijl amorfe cellen zijn de minst dure , maar de meest voorkomende . Ze zijn gemaakt van silicium dat kleine kristallisatie heeft en , terwijl over het algemeen minder efficiënt , ze presteren goed bij weinig licht , zoals bewolking.
Licht penetratie

Naast de uitvoering van de siliciumlaag van de zonnecellen , wordt hun efficiëntie beïnvloed door de hoeveelheid licht die de siliciumlaag bereikt . Silicium zelf is van nature glanzend en , wanneer bedekt met glas , reflecteert nog meer licht . Niet-reflecterende coatings helpen, maar verschillende lichtfrequenties zijn nog steeds niet volledig door standaard cellen gebruikt . Multi-junctie cellen kunnen veel hogere rendementen te bereiken door het gebruik van lagen van silicium afgestemd op verschillende lichtfrequenties . Hoewel het rendement is zeer hoog , naderen 40 procent , de hoge kosten van deze cellen maakt ze ongeschikt voor commercieel gebruik .
Temperatuur

Zonnecellen werken op hun hoogste rendement wanneer de omgevingstemperatuur is cool . Hoogefficiënte cellen zijn bijzonder gevoelig voor temperatuur en kan 0,5 procent van hun rating voor elke graad Fahrenheit verliezen meer dan 80 graden . Voor panelen gemonteerd in de voorkeurstaal , high - zonlicht locaties, zoals de zuidelijke Amerikaanse woestijnen , temperaturen van 120 graden Celsius zijn gemeenschappelijk. Het is belangrijk voor de efficiëntie van de cellen te monteren zodat de natuurlijke convectie koeling kan plaatsvinden als de temperatuur stijgt .
Voltage

Zonnecellen leveren hun maximale vermogen op hun nominale voltage . De meest efficiënte regeling voor de zonnepaneel circuits is met een constante spanning controller die de spanning blijft op het nominale niveau . Een dergelijke opstelling haalt de meeste stroom van de zonnecellen , onafhankelijk van hun kristallijne kenmerken of temperatuur .