Veðuráhrif á afköst sólarsella
Oft er talið að sólarsellur virki aðeins sem best þegar veður er bjart og sólin skín. Hins vegar er afköst sólarorkukerfa (PV) háð ýmsum veðurþáttum - ekki aðeins sólarljósstyrk, heldur einnig hitastigi, skýjahulu, rigningu, vindi, raka og loftgæðum. Að skilja áhrif veðurs á afköst sólarsella er mikilvægt fyrir væntanlega notendur, þakeigendur sólarorkukerfa og rekstraraðila stórra virkjana til að meta orkuframleiðslu, skipuleggja viðhald og hámarka hönnun kerfa.
1. Sólargeislun: Helsta orkugjafinn
Augljósasti veðurþátturinn sem hefur áhrif á sólarsellur er sólargeislun. Því meiri ljósstyrkur sem nær yfirborði sólarsellunnar, því meiri rafmagn getur hún framleitt. Undir heiðskíru lofti er bein geislun ríkjandi, þannig að raforkuframleiðsla er yfirleitt mikil og stöðug.
Hins vegar, þegar skýjað er, framleiða sólarrafhlöður samt rafmagn vegna þess að þær taka við dreifðri geislun, sem er ljós sem dreifist af ögnum í andrúmsloftinu og skýjum. Hins vegar hefur framleiðsla þeirra tilhneigingu til að minnka. Þessi minnkun er mismunandi eftir þykkt skýja: þunn ský geta aðeins dregið lítillega úr framleiðslunni, en þykk ský geta dregið verulega úr henni. Þess vegna „ganga“ sólarrafhlöður enn á skýjuðum dögum, en afköst þeirra eru minni.
Að auki er daglegur sólartími (fjöldi virkra sólskinsstunda) einnig undir áhrifum árstíðanna og veðurfars. Í hitabeltissvæðum eins og Indónesíu eru árstíðabundnir sveiflur ekki eins miklir og í löndum með fjórar árstíðir, en munurinn á regntíma og þurrtíma hefur samt sem áður veruleg áhrif á mánaðarlega heildarorku.
2. Hitastig: Sólarplötur þola ekki alltaf hita
Margir gera ráð fyrir að heitt veður geri sólarsellur sjálfkrafa betri. Reyndar minnkar skilvirkni sólarsella þegar hitastig frumna hækkar. Sólarsellur virka á hálfleiðurum; þegar hitastig hækkar lækkar útgangsspennan og þar með minnkar heildarafl.
Algeng ráðgáta: sólríkir dagar falla oft saman við hátt hitastig. Í þessum aðstæðum eykur mikil sólargeislun framleiðslu en hiti dregur úr skilvirkni. Þar af leiðandi á sér hámarksframleiðsla stað þegar ljósið er sterkt en hitastig spjalda er ekki of hátt - til dæmis snemma morguns eða síðdegis í vindi, sem stuðlar að kælingu.
Hins vegar, á svalari en sólríkum svæðum, geta sólarrafhlöður í raun virkað mjög vel. Þess vegna geta sumar svalar loftslagsmyndanir framleitt mikið magn af rafmagni ef sólargeislunin er góð. Fyrir notendur sólarorkuvera þýðir þetta að rétt loftræsting undir sólarrafhlöðunum, nægilegt uppsetningarfjarlægð frá þakinu og að velja rétt festingarefni getur hjálpað til við að draga úr hitamyndun.
3. Skýjahula og sveiflur í framleiðslu
Skýjað veður dregur ekki aðeins úr framleiðslu heldur veldur einnig hröðum sveiflum í framleiðslu. Skýjahreyfingar geta valdið sveiflum í orkunotkun innan nokkurra mínútna. Á heimilisstigi er þetta hugsanlega ekki áberandi þar sem álag og rafhlöður (ef þær eru til staðar) geta veitt buffer. Hins vegar þarf að bregðast við þessum breytileika á kerfisstigi með orkustjórnun, geymslu eða samsetningu annarra auðlinda.
Skýjahula hefur einnig áhrif á stefnu spjalda. Þegar dreifð geislun er ríkjandi er munurinn á stefnu minni en við heiðskírt himin. Hins vegar er halla og stefna spjaldsins almennt mikilvæg fyrir bestu árlega framleiðslu.
4. Rigning: Tvöföld áhrif — Minnkar geislun, hreinsar spjöld
Rigning dregur yfirleitt úr framleiðslu á viðburði vegna dimms himins og minni sólargeislunar. Hins vegar, eftir rigningu, fá spjöld oft „bónus“ í formi náttúrulegrar hreinsunar. Regnvatn getur fjarlægt ryk, óhreinindi og leifar sem festast við gleryfirborð spjaldanna og þannig bætt afköst.
Hins vegar hreinsar rigning ekki alltaf hluti fullkomlega. Ef ryk fylgir lítilli rigningu getur það valdið blettum eða þunnri himnu sem dregur úr ljósgegndræpi. Á svæðum með mikla mengun eða nálægt ströndinni geta leifar verið enn klístraðari. Þess vegna hjálpar rigning, en hún kemur ekki alveg í stað reglulegs viðhalds.
5. Vindur: Mikilvægur náttúrulegur kælimiðill
Vindur hefur mikil áhrif með kælingu. Þegar vindur blæs dreifist hiti hraðar á yfirborði spjalda, sem lækkar hitastig frumna og eykur skilvirkni. Á sólríkum og vindasamum degi er raforkuframleiðsla oft betri en á svipuðum heitum og kyrrlátum degi.
Hins vegar hefur sterkur vindur einnig í för með sér vélræna áhættu. Öfgafullir vindhviður geta reynt á styrk festingarvirkja, bolta og þakstoða. Þess vegna eru byggingarstaðlar og útreikningar á vindálagi mikilvægir, sérstaklega á opnum svæðum, í mikilli hæð eða á svæðum þar sem fellibyljir eru viðkvæmir.
6. Raki og þétting: Langtímaáhrif
Mikill raki hefur ekki alltaf strax áhrif á daglega afköst, en getur haft áhrif á kerfið til langs tíma litið. Rakastig eykur hættuna á tæringu í tengjum, snúrum og römmum ef efni eða uppsetning er léleg. Að morgni getur myndast raki (dögg) á yfirborði spjaldsins; þetta hverfur venjulega þegar sólin rís, en það getur tímabundið dregið úr innkomandi geislun.
Í lélegum eða öldruðum einingum getur raki hraðað niðurbroti verndarhúðarinnar eða valdið hugsanlegum vandamálum eins og skemmdum á yfirborðinu. Þess vegna er mikilvæg fjárfesting að velja veðurþolna íhluti og setja þá snyrtilega upp með tengivernd.
7. Ryk, reykur og loftmengun: Oft gleymt „veður“
Í mörgum stórborgum sveiflast loftgæði daglega. Mengun, útblástur frá ökutækjum og jafnvel reykur frá skógareldum getur dregið úr magni sólargeislunar sem nær til spjaldanna. Auk þess að hindra ljós flýta mengandi agnir einnig fyrir óhreinindum á yfirborði spjalda. Óhreinindi geta smám saman dregið úr afköstum, sérstaklega á langvarandi þurrkatímabilum þegar úrkoma er lítil.
Ef staðsetningin er nálægt aðalvegi, iðnaðarsvæði eða svæði þar sem reykurinn er algeng, þarf venjulega tíðari þrif á skjánum. Afköstatap upp á 5–15% vegna óhreininda er ekki óalgengt, allt eftir mengunarstigi og halla skjásins.
8. Öfgafullt hitastig og efnisþol
Miklar daglegar hitabreytingar geta valdið þenslu- og samdráttarferlum í spjöldum og rammaefnum. Til langs tíma litið getur þetta haft áhrif á vélrænar tengingar eða hraðað sliti ákveðinna íhluta. Í Indónesíu eru áskoranirnar vegna öfgakenndra hitastiga ekki eins miklar og í eyðimörkum eða snjóþöktum svæðum, en spjöld standa samt frammi fyrir blöndu af hita, mikilli útfjólubláum geislun, rigningu og raka, sem allt flýtir fyrir öldrun efnisins ef gæði mátanna eru léleg.
Þess vegna er mikilvægt að velja spjöld með vottun um endingarprófun (t.d. IEC staðla) og tryggja uppsetningu samkvæmt ráðleggingum framleiðanda.
9. Aðferðir til að hámarka afköst í mismunandi veðri
Það eru nokkrar hagnýtar leiðir til að halda sólarplötum í góðri notkun allt árið:
1. Góð loftræsting: Skiljið eftir nægilegt bil á milli spjalda og þaks svo að hiti safnist ekki fyrir.
2. Veldu viðeigandi inverter og MPPT: Þessi tæki hjálpa kerfinu að halda skilvirkni þegar geislunarskilyrði breytast vegna skýja.
3. Regluleg þrif: Aðlagið að ryk-/mengunarstigi á staðnum; treystið ekki bara á rigningu.
4. Notið tæringarþolin efni: Sérstaklega á strandsvæðum með saltu og röku lofti.
5. Eftirlit með framleiðslu (eftirlit): Dagleg gögn hjálpa til við að greina lækkun á afköstum vegna öfgakenndra veðurskilyrða eða óhreinna spjalda.
6. Styrkið burðarvirkið fyrir vind: Gakktu úr skugga um að grindin og festingarnar uppfylli staðla svæðisins um vindálag.
Niðurstaða
Veður hefur áhrif á afköst sólarrafhlöður með blöndu af þáttum: ljósstyrk, hitastigi, skýjum, rigningu, vindi, raka og loftgæðum. Sólríkt veður veitir mikla geislun, en of hátt hitastig getur dregið úr skilvirkni. Ský og rigning draga úr framleiðslu á meðan viðburður stendur, en rigning getur einnig hjálpað til við að þrífa sólarrafhlöður. Vindur er oft bandamaður og kælir þær, en raki og mengun stuðla meira að langtímaafköstum og viðhaldsþörf.
Með því að skilja veðurfar á staðnum og innleiða rétta hönnun og viðhald geta sólarplötur verið áreiðanleg og hagkvæm orkugjafi allt árið um kring - jafnvel þegar himininn er ekki alltaf blár.
