Nhiệt độ và bóng râm ảnh hưởng như thế nào đến hiệu quả của tấm pin năng lượng mặt trời?

Khi mùa xuân chuyển sang mùa hè, có thể các chủ sở hữu hệ thống điện mặt trời hoặc chủ nhà đang cân nhắc lắp điện năng lượng mặt trời hỏi, “Nhiệt và bóng râm sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả của các tấm pin mặt trời như thế nào?” Một số thậm chí còn tự hỏi, “Liệu các tấm pin mặt trời của tôi có quá nóng không?”

Cũng giống như với bất kỳ thiết bị điện tử nào khác, hiệu suất của tấm pin năng lượng mặt trời sẽ giảm khi chúng nóng lên – các định luật nhiệt động lực học cho chúng ta biết rằng khi nhiệt tăng lên sẽ làm giảm sản lượng điện và điều này áp dụng cho các tấm pin mặt trời. Do đó, nhiệt độ ấm hơn sẽ luôn có nghĩa là sản lượng ra ít hơn cho các tế bào pin mặt trời và sự mất mát này được các nhà sản xuất bảng điều khiển định lượng trong một “hệ số nhiệt độ”.

Nhiệt độ ảnh hưởng như thế nào đến hiệu quả của tấm pin mặt trời

Nhiều khách hàng của chúng tôi muốn biết chính xác những thay đổi về nhiệt có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của tấm pin năng lượng mặt trời như thế nào. Các tấm pin mặt trời thường được thử nghiệm ở khoảng 25°C và được đánh giá là hoạt động ở hiệu suất cao nhất từ ​​15°C đến 35°C. Tuy nhiên, các tấm pin mặt trời có thể nóng tới 65°C vào mùa hè. Khi nhiệt độ bề mặt của các tấm pin mặt trời của bạn cao đến mức này, hiệu suất của tấm pin mặt trời sẽ giảm đi phần nào.

Điều đó nói rằng, hãy nhớ rằng các tấm pin mặt trời được làm từ vật liệu có độ bền cao được thiết kế để chịu được các điều kiện ngoài trời khắc nghiệt – từ thời tiết lạnh giá mùa đông đến nhiệt độ mùa hè gay gắt. Hơn nữa, nhiệt độ chính xác của các tấm pin mặt trời của bạn sẽ phụ thuộc vào các yếu tố như nhiệt độ không khí, vị trí địa lý, mức độ ánh sáng mặt trời trực tiếp và vật liệu lợp mái. Một công ty năng lượng mặt trời có kinh nghiệm sẽ hiểu cách lựa chọn và lắp đặt các tấm pin mặt trời để giảm thiểu mọi tác động tối thiểu của nhiệt lên hiệu quả của tấm pin mặt trời.

Điều gì xảy ra khi nhiệt độ của các tấm pin mặt trời tăng lên?

Nếu bạn có lắp đặt các tấm pin năng lượng mặt trời ở nhà hoặc có kế hoạch lắp đặt trong tương lai gần, bạn nên hiểu rõ về sự khác biệt giữa năng lượng của các electron ở trạng thái năng lượng thấp và các electron ở trạng thái kích thích, bởi vì sự khác biệt này là nguyên nhân cho sản lượng điện do các tấm pin mặt trời tạo ra.

Trong pin mặt trời, bạn có thể tìm thấy các electron liên kết ở trạng thái năng lượng thấp. Khi những electron này nhận thêm năng lượng, chúng sẽ chuyển sang một trạng thái mới – được gọi là trạng thái kích thích – cho phép chúng phá vỡ liên kết và chuyển động. Electron ở trạng thái kích thích có thể tham gia dẫn truyền. Năng lượng bổ sung nâng chúng lên trạng thái kích thích đến từ hai nguồn khác nhau – từ ánh sáng (ánh sáng mặt trời) hoặc từ nhiệt.

Pin mặt trời tạo ra bao nhiêu năng lượng phụ thuộc vào mức độ chênh lệch năng lượng (hiệu điện thế) giữa hai trạng thái này. Sự gia tăng nhiệt độ ảnh hưởng đến các thông số vật liệu bán dẫn bằng cách tăng năng lượng của các điện tử liên kết. Điều này có nghĩa là sự chênh lệch năng lượng để đạt được trạng thái thoát ra càng nhỏ, dẫn đến giảm sản lượng điện và hiệu suất của các tấm pin mặt trời.

Khi các tấm pin mặt trời hấp thụ ánh sáng mặt trời, nhiệt độ của chúng tăng lên do sức nóng của mặt trời. Vật liệu phổ biến được sử dụng trong pin mặt trời, silicon tinh thể, cũng không giúp ngăn chúng nóng lên. Là một chất dẫn nhiệt tuyệt vời, silicon thực sự đẩy nhanh quá trình tạo nhiệt trong pin mặt trời vào những ngày nắng nóng.

May mắn thay, tác động của nhiệt độ lên sản lượng tấm pin mặt trời có thể được tính toán và điều này có thể giúp chúng ta xác định hệ thống năng lượng mặt trời của chúng ta sẽ hoạt động như thế nào vào những ngày hè. Con số kết quả được gọi là hệ số nhiệt độ.

Hiểu biết về hệ số nhiệt độ

Nhiệt độ ấm hơn sẽ luôn có nghĩa là sản lượng ra ít hơn và sự mất mát này được các nhà sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời định lượng trong một “hệ số nhiệt độ”.

Nếu bạn thực sự muốn hiểu các tấm pin mặt trời của bạn có thể tạo ra bao nhiêu năng lượng tùy thuộc vào nhiệt độ bên ngoài, hãy kiểm tra hệ số nhiệt độ trên Bảng thông số kỹ thuật của nhà sản xuất cho các tấm pin mặt trời của bạn. Hệ số nhiệt độ tính bằng phần trăm trên độ C, cho bạn biết một tấm pin mặt trời sẽ mất bao nhiêu điện năng khi nhiệt độ từ 25°C tăng thêm 1°C.

Ví dụ, hệ số nhiệt độ của tấm pin mặt trời LG NeON® 2 là -0,38% trên một độ C. Điều này có nghĩa là cứ một độ C trên 25°C, hiệu suất tối đa của bảng điều khiển năng lượng mặt trời LG NeON® 2 sẽ giảm 0,38%. Ngược lại, cứ một độ C dưới 25°C, hiệu suất tối đa của tấm pin mặt trời đó sẽ tăng 0,38%. (Thời tiết nắng và mát hơn là tốt nhất cho các tấm pin mặt trời của bạn và có thể giúp bù đắp bất kỳ hiệu suất giảm nào vào mùa hè.)

Vì vậy, nếu nhiệt độ bên ngoài là 35°C – mức cao trung bình hàng ngày ở Miền Bắc vào tháng 6 – và bề mặt của tấm pin mặt trời LG NeON® 2 có nhiệt độ 60°C, thì hiệu suất của tấm pin mặt trời cho tấm pin mặt trời đó sẽ giảm 13,3%.

Làm thế nào để chống lại các tấm pin mặt trời quá nóng

Bất kể tấm pin mặt trời nào bạn quyết định sử dụng, sẽ luôn có một số tổn thất năng lượng đầu ra do nhiệt. Tuy nhiên, có một số phương pháp để giảm thiểu tác động của nhiệt độ nóng lên các tấm pin mặt trời. Một công nghệ cơ bản được hầu hết các nhà sản xuất áp dụng là sử dụng chất nền dẫn nhiệt để làm tấm nền của họ, giúp thoát nhiệt ra khỏi các lớp kính của mô-đun. Các tấm pin mặt trời cũng thường được gắn cao hơn mái nhà của bạn, với không gian luồng không khí bên dưới giúp di chuyển nhiệt ra khỏi các mô-đun.

Tấm phim mỏng là một sự đổi mới trên thị trường gần đây và tự hào có xếp hạng hệ số nhiệt độ từ -0,20 đến -0,25. Các tấm này có lợi thế xếp hạng hệ số khác biệt so với các tấm quang điện đơn tinh thể và đa tinh thể truyền thống hơn, có hệ số nhiệt độ thường từ -0,26 đến -0,50. Tuy nhiên, chúng đi kèm với một sự đánh đổi – các tấm màng mỏng thường kém hiệu quả hơn so với các tấm PV tinh thể của chúng. 

Bóng râm ảnh hưởng như thế nào đến hiệu quả của tấm pin năng lượng mặt trời

Một lưu ý liên quan, nhiều khách hàng lại thắc mắc về cách hoạt động của các tấm pin mặt trời trong bóng râm. Theo nguyên tắc chung, các tấm pin mặt trời vẫn tạo ra năng lượng trong bóng râm nhưng sản lượng chỉ bằng một nửa dưới những đám mây và bóng râm so với khi chúng dưới ánh sáng mặt trời trực tiếp.

Bóng râm có thể đến từ một số nguồn, bao gồm cây cối, các bộ phận trên mái nhà như ống khói và mái che, hoặc thậm chí là các tấm pin mặt trời khác. (Tuy nhiên, hãy nhớ rằng bóng râm trên mái nhà có xu hướng thay đổi suốt cả ngày khi mặt trời đi qua bầu trời). Một nhà thầu năng lượng mặt trời tốt có thể giúp bạn đánh giá vị trí lắp đặt của mình trước khi lắp đặt các tấm pin mặt trời để xác định tiềm năng năng lượng mặt trời của nó – và nên lắp đặt các tấm pin mặt trời như thế nào để đạt hiệu quả tối đa. Đội ngũ kỹ sư và nhà thiết kế của công ty Năng lượng Quang Điện sẽ tính đến tất cả việc che nắng khi thiết kế hệ thống cho ngôi nhà của bạn.

Để tìm hiểu xem hệ thống điện năng lượng mặt trời của bạn có thể tạo ra bao nhiêu năng lượng. Hãy liên hệ với chúng tôi ngay hôm nay để nhận báo giá miễn phí!