Trong bài viết này, chúng tôi sẽ giải thích những yếu tố nào ảnh hưởng đến hiệu suất của tấm pin và nêu bật một số loại hiệu quả nhất trên thị trường, cũng như cách tăng hiệu quả sử dụng pin.
Danh mục
Hiệu suất của pin năng lượng mặt trời là gì?
Hiệu suất của tấm pin là thước đo lượng ánh sáng mặt trời (chiếu xạ) chiếu vào bề mặt của tấm và được chuyển đổi thành điện năng. Do có nhiều tiến bộ trong công nghệ quang điện trong những năm gần đây, hiệu suất chuyển đổi của tấm pin trung bình đã tăng từ 15% lên hơn 20%. Hiệu suất tăng vọt này dẫn đến định mức công suất của bảng kích thước tiêu chuẩn cũng tăng lên
Như được giải thích chi tiết dưới đây, hiệu quả của pin mặt trời được xác định bởi hai yếu tố chính: hiệu suất tế bào quang điện (PV), dựa trên thiết kế tế bào và loại silicon, và tổng hiệu suất tấm pin, dựa trên bố cục, cấu hình và kích thước tấm.
Nếu tấm pin được đánh giá ở mức hiệu suất 20%, điều đó có nghĩa là 20% ánh sáng mặt trời chiếu vào mặt tấm pin sẽ được chuyển đổi thành năng lượng sử dụng được.
Hiệu suất tế bào
Được xác định bởi vật liệu cấu trúc tế bào và silicon cơ sở sử dụng mà nói chung là một trong hai P-type hoặc N-type. Hiệu suất tế bào được tính bằng hệ số lấp đầy (FF), là hiệu suất chuyển đổi tối đa của tế bào PV ở điện áp và dòng điện hoạt động tối ưu.
Thiết kế của cell đóng một vai trò quan trọng trong hiệu suất của tấm pin. Các tính năng chính bao gồm loại silicon, nhiều thanh cái (MBB) và loại thụ động (PERC). Tế bào IBC chi phí cao hiện đang có hiệu suất cao nhất (20-22%), do cơ sở tế bào silicon loại N có độ tinh khiết cao và không bị thất thoát do bóng mờ của thanh cái. Tuy nhiên, các tế bào PERC Mono gần đây với MBB đã đạt được mức hiệu suất trên 20%.
Hiệu suất tấm pin
Hiệu suất tổng của Panel được đo trong điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn (STC), dựa trên nhiệt độ tế bào là 25°C, bức xạ mặt trời là 1000W / m2 và khối lượng không khí là 1,5. Hiệu suất (%) của bảng điều khiển được tính bằng công suất định mức tối đa (W) tại STC, chia cho tổng diện tích tấm pin tính bằng mét.
Hiệu quả tổng thể của tấm pin có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố bao gồm: nhiệt độ, mức độ bức xạ, loại tế bào và liên kết giữa các tế bào. Đáng ngạc nhiên là ngay cả màu sắc của backsheet cũng có thể ảnh hưởng đến hiệu suất. Backsheet màu đen có thể trông đẹp mắt hơn về mặt thẩm mỹ, nhưng nó hấp thụ nhiều nhiệt hơn dẫn đến nhiệt độ tế bào cao hơn làm tăng điện trở, điều này làm giảm nhẹ tổng hiệu suất chuyển đổi.
Tại sao hiệu suất của tấm pin mặt trời lại quan trọng?
Thuật ngữ hiệu suất được đưa ra rất nhiều nhưng một tấm pin hiệu quả hơn một chút không phải lúc nào cũng tương đương với một tấm có chất lượng tốt hơn. Nhiều người coi hiệu suất là tiêu chí quan trọng nhất khi lựa chọn pin năng lượng mặt trời, nhưng điều quan trọng nhất là chất lượng sản xuất liên quan đến hiệu suất thực tế, độ tin cậy, dịch vụ của nhà sản xuất và điều kiện bảo hành.
Khi công nghệ tấm pin tiến bộ và hiệu suất của chúng được cải thiện, các nhà sản xuất có thể sản xuất các tấm pin công suất cao hơn với cùng một hệ số hình thức. Các tấm pin thường tăng công suất lên 5-10 watt mỗi năm nhờ cải tiến hiệu suất, mặc dù kích thước vật lý của tấm pin vẫn không thay đổi.
Đầu tư vào các các tấm hiệu suất cao không phải là để tăng sản lượng từ hệ thống của bạn. Thay vào đó, các tấm pin hiệu suất cao cho phép bạn lắp được nhiều năng lượng mặt trời hơn trong một không gian nhỏ hơn. Vì vậy, đây là điều bạn sẽ muốn xem xét nếu bạn đang tự hỏi mình “ tôi cần bao nhiêu tấm pin để lắp? ”
Nếu bạn có một mái nhà nhỏ hoặc sống trong một khu vực đô thị với không gian sân hạn chế, các tấm hiệu suất cao sẽ hấp dẫn vì chúng có thể tận dụng tối đa không gian hạn chế.
Nhưng nếu không gian không phải là mối quan tâm, thì hoàn toàn không có gì sai khi sử dụng các tấm hiệu suất thấp hơn. Hệ thống của bạn sẽ lớn hơn, nhưng bạn sẽ không phải hy sinh hiệu suất và bạn sẽ tiết kiệm tiền bằng cách mua các tấm sản xuất nhiều điện năng hơn với chi phí của bạn.
Hoàn vốn nhanh hơn
Hiệu suất của tấm pin thường cho một dấu hiệu tốt về hiệu quả, đặc biệt là nhiều tấm hiệu suất cao sử dụng tế bào silicon loại N cấp cao hơn với hệ số nhiệt độ được cải thiện và sự suy giảm thấp hơn theo thời gian. Do đó thu năng lượng nhiều, rõ ràng sẽ rút ngắn thời gian hoàn vốn.
Hiệu suất vs không gian
Hiệu suất tạo ra sự khác biệt lớn về số lượng diện tích mái cần thiết. Các tấm hiệu suất cao hơn tạo ra nhiều năng lượng hơn trên mỗi mét vuông và do đó yêu cầu diện tích tổng thể ít hơn. Điều này là hoàn hảo cho các mái nhà có không gian hạn chế và cũng có thể cho phép các hệ thống công suất lớn hơn được trang bị cho bất kỳ mái nhà nào. Ví dụ: 12 x tấm pin mặt trời 360W hiệu suất cao với hiệu suất chuyển đổi 21,2%, sẽ cung cấp tổng công suất năng lượng mặt trời cao hơn tới 1100W (1,1kW) so với các tấm pin 270W có cùng số lượng và kích thước với 16,5% thấp hơn hiệu quả.
-
Tấm 12 x 270W với hiệu suất 16,5% = 3.200W
-
Tấm 12 x 360W với hiệu suất 21,2% = 4.300W
Hiệu Suất Trong Thế Giới Thực
Trong thực tế sử dụng, hiệu suất hoạt động của pin năng lượng mặt trời phụ thuộc vào nhiều yếu tố bên ngoài. Tùy thuộc vào điều kiện môi trường địa phương, các yếu tố khác nhau này có thể làm giảm hiệu suất pin và hiệu suất tổng thể của hệ thống. Các yếu tố chính ảnh hưởng đến hiệu quả được liệt kê dưới đây:
-
Bức xạ (W/m2)
-
Bóng râm
-
Hướng lắp đặt
-
Nhiệt độ
-
Vị trí (vĩ độ)
-
Thời gian trong năm
-
Bụi bẩn
Các yếu tố có tác động đáng kể nhất đến hiệu quả sử dụng trong thế giới thực là bức xạ, bóng râm, định hướng và nhiệt độ.
Các đường cong công suất ở trên làm nổi bật mối quan hệ giữa bức xạ và sản lượng điện của tấm pin.
Mức độ bức xạ mặt trời, được đo bằng watt trên mét vuông (W/m2), bị ảnh hưởng bởi các điều kiện khí quyển như mây & sương mù, vĩ độ và thời gian trong năm. Đương nhiên, nếu một tấm bị che bóng hoàn toàn, công suất phát ra sẽ rất thấp, nhưng việc che bóng một phần cũng có thể có tác động lớn, không chỉ đến hiệu suất của tấm pin mà còn cả hiệu suất toàn hệ thống. Ví dụ: che bóng nhẹ trên một số cell trên của pin có thể làm giảm công suất phát điện xuống 50% hoặc hơn, do đó có thể làm giảm toàn bộ công suất chuỗi một lượng tương tự vì hầu hết các tấm được kết nối theo chuỗi và việc bóng che một tấm sẽ ảnh hưởng đến toàn bộ chuỗi. Do đó, điều rất quan trọng là cố gắng giảm bớt hoặc loại bỏ bóng râm nếu có thể.
Bảng xếp hạng hiệu suất tấm pin năng lượng mặt trời
Tại thời điểm công bố, hầu hết các tấm pin trên thị trường có xếp hạng hiệu suất rơi vào khoảng 15-23%. Bảng này so sánh một số xếp hạng hiệu quả của các nhà sản xuất tấm mà chúng tôi cung cấp.
| Thương hiệu | Đánh giá hiệu suất tối đa |
|---|---|
| LG | 21,7% |
| Jinko solar | 21,6% |
| Panasonic | 20.3% |
| Canadian Solar | 20.3% |
| Longi | 20.9% |
Làm thế nào để tối đa hóa hiệu quả của tấm pin
Ngoài xếp hạng hiệu suất của tấm pin, có một số yếu tố khác ảnh hưởng đến mức độ hiệu quả của toàn bộ hệ thống của bạn. Dưới đây là một số điều cần xem xét:
Bóng râm
Bóng râm trên các tấm pin mặt trời ngăn chúng hấp thụ ánh sáng mặt trời, điều này làm giảm sản lượng của hệ thống của bạn. Nếu có thể, hãy xây dựng hệ thống ở vị trí có thể nhận được đầy đủ ánh sáng mặt trời quanh năm.
Nếu các tòa nhà, cây cối hoặc các vật cản khác khiến điều đó không thể thực hiện được, hãy cân nhắc mua một hệ thống có bộ tối ưu hóa công suất hoặc bộ biến tần siêu nhỏ. Các loại biến tần này bao gồm công nghệ giảm thiểu tác động của bóng râm lên đầu ra của hệ thống của bạn.
Hướng lắp đặt tấm pin
Để tận dụng tối đa các tấm pin của bạn, lý tưởng nhất là bạn nên hướng chúng về phía Xích đạo, để chúng tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng mặt trời vào ban ngày.
Nếu bạn không có mái nhà quay về hướng Nam, thì Đông và Tây cũng sẽ hoạt động, tuy nhiên bạn sẽ cần thêm một vài tấm nữa để đạt được cùng một sản lượng. Hệ thống hướng Đông và Tây không hiệu quả bằng nhưng vẫn sẽ giúp bạn tiết kiệm tiền cho hóa đơn năng lượng về lâu dài.
Góc nghiêng của các tấm của bạn cũng rất quan trọng. Tùy chọn dễ nhất là nghiêng tấm pin của bạn một góc bằng vĩ độ của bạn. Ví dụ: nếu bạn sống ở San Diego (vĩ độ 32,7157 ° N), chúng tôi khuyên bạn nên đặt chúng ở khoảng 33°.
- >>Tham khảo chi tiết hơn: Xác định hướng lắp đặt hệ thống tối ưu nhất
Tỷ lệ xuống cấp theo thời gian
Tất cả các tấm pin đều xuống cấp nhẹ theo thời gian, mất khoảng 0,5% đến 1% sản lượng đánh giá của chúng mỗi năm. Công nghệ mới hơn có xu hướng xuống cấp với tốc độ chậm hơn, có nghĩa là tấm pin của bạn sẽ hoạt động hiệu quả hơn trong suốt tuổi thọ của nó (thường là 25 năm theo bảo hành hiện tại).
Tỷ lệ xuống cấp của tấm pin có thể được tìm thấy trong bảo hành của nhà sản xuất. Ví dụ: bảo hành của Jinkosolar ước tính tỷ lệ xuống cấp 0,55% mỗi năm, đảm bảo tấm pin sẽ duy trì hiệu quả ít nhất 80% vào cuối vòng đời 25 năm của nó.
Nếu bạn đang so sánh hai tấm có cùng xếp hạng hiệu suất, tấm nào có tỷ lệ suy giảm thấp hơn sẽ hiệu quả hơn và tạo ra nhiều năng lượng hơn trong suốt thời gian hoạt động của hệ thống.
Vệ sinh
Nếu bụi, tuyết hoặc các mảnh vụn khác tích tụ trên tấm pin của bạn, chúng sẽ trở nên kém hiệu quả hơn. Chúng tôi khuyên bạn nên vệ sinh tấm pin mặt trời của bạn một hoặc hai lần mỗi năm để giữ cho chúng sạch sẽ.
Nếu bạn sống trong môi trường có nhiều tuyết, bạn sẽ cần phải dọn sạch tuyết tích tụ trên mặt các tấm của bạn. Cần lưu ý rằng tuyết có thể tan chảy hoặc tự bong ra do góc nghiêng tự nhiên của các tấm. Tuy nhiên, nếu nó chồng chất, bạn sẽ cần phải dọn sạch nó để giữ cho các tấm của bạn tiếp xúc với ánh sáng mặt trời.
Khi làm sạch các tấm của bạn, hãy sử dụng một miếng vải hoặc bàn chải mềm. Bàn chải lông cứng có thể làm xước mặt kính của các tấm.
Tóm lại là
Nếu bạn có không gian hạn chế để xây dựng hệ thống của mình, các tấm pin năng lượng mặt trời hiệu suất cao có thể giúp bạn tiết kiệm tối đa sản lượng có thể ra khỏi hệ thống của mình.Tuy nhiên, nếu không gian không phải là mối quan tâm, thì các tấm có xếp hạng hiệu quả thấp hơn sẽ mang lại giá trị tốt hơn mà không làm giảm chất lượng.
