I pannelli solari, comunemente chiamati pannelli fotovoltaici, generano elettricità catturando e trasformando la luce solare diretta in energia. Poiché i pannelli solari interagiscono direttamente con il sole, molte persone sono curiose di sapere se la temperatura dell'aria ha un impatto sul funzionamento dei pannelli solari. Ad esempio, un pannello solare è più o meno efficace in un ambiente caldo? La temperatura ha un impatto significativo sull'efficacia dei pannelli solari, anche se l'intensità e la durata del sole sono più importanti.
In che modo i pannelli solari sono influenzati dall'aria calda?
Molti consumatori sono curiosi di sapere in che modo le fluttuazioni di calore influiscono sul funzionamento dei pannelli solari. Normalmente testati a 77°F, i pannelli solari hanno prestazioni massime tra i 59°F e i 95°F. Tuttavia, in estate i pannelli solari possono raggiungere i 149°F, ma quando si raggiunge questa temperatura, l'efficienza del pannello può diminuire.
I pannelli solari hanno generalmente 3 coefficienti di temperatura: tensione a circuito aperto, potenza di picco e corrente di corto circuito. Quando la temperatura aumenta, la potenza di uscita del pannello solare diminuisce. Il coefficiente di temperatura di picco del pannello solare è di circa -0,34 ~ 0,44% / ℃, cioè, all'aumentare della temperatura, la produzione di energia del pannello solare diminuisce; in teoria, se la temperatura aumenta di un grado, la produzione di energia della centrale fotovoltaica si riduce di circa lo 0,44%.
Il buon senso potrebbe suggerire che, poiché i pannelli solari richiedono la luce del sole per funzionare, l'aria più calda ne favorirebbe le prestazioni o la resa, ma non è così. I pannelli solari non richiedono alcuna forma di calore, anche se utilizzano la luce del sole per generare elettricità. Nelle giornate calde e secche, con temperature di 90 gradi Fahrenheit o più, i pannelli solari possono funzionare con un'efficienza inferiore del 10-25%.
I pannelli solari funzionano meno efficacemente quando la temperatura dell'aria ambiente aumenta. La maggior parte dei pannelli inizia a perdere circa l'1% della produzione di picco per ogni grado di aumento della temperatura, dopo aver raggiunto le tre cifre.
Detto questo, ricordate che i pannelli solari sono composti da materiali incredibilmente resistenti e fatti per sopravvivere a circostanze esterne difficili, come le torride giornate estive e le gelide giornate invernali. Inoltre, elementi come la temperatura dell'aria, la posizione, la quantità di sole diretto e i materiali del tetto influiscono sulla temperatura dei pannelli solari. Gli installatori di impianti solari con esperienza sanno come scegliere e installare i pannelli solari per ridurre al minimo l'effetto del calore sull'efficienza dei pannelli solari.
In che modo i pannelli solari sono influenzati dall'aria fredda?
Forse si è sentito mettere in dubbio l'efficacia dei pannelli solari nei climi freddi. Anche se non in modo così significativo come l'aria calda, il freddo ambientale può avere un impatto sulle prestazioni del pannello solare. Alcuni potrebbero addirittura credere che, quando fuori fa freddo, i pannelli solari smettano di funzionare. Tutte queste affermazioni sono false. In realtà non è dimostrato che le basse temperature abbiano un impatto diretto sull'efficienza dei pannelli solari. I fattori principali sono l'ombreggiamento dei pannelli solari da parte di neve e ghiaccio in inverno e la riduzione delle ore di luce solare.
Neve e ghiaccio sono condizioni sfavorevoli che riducono l'efficienza dei pannelli solari in inverno. Il pannello solare è resistente. Sono resistenti ai danni del ghiaccio. Dopo una notte fredda, le celle solari hanno semplicemente bisogno di un po' di tempo per scongelarsi. L'efficienza dei pannelli solari diminuisce quando i primi raggi del sole entrano in contatto con essi perché una parte della luce solare viene bloccata dalla neve o dal ghiaccio, riducendo così la loro produzione. In media, i pannelli solari fotovoltaici generano comunque fino all'80% di elettricità in più in estate rispetto all'inverno. Le cause principali sono (come si può intuire) la riduzione delle ore di luce giornaliere e l'aumento della copertura nuvolosa durante l'inverno, per cui la quantità totale di elettricità generata in inverno si riduce.
Infatti, se il cielo è generalmente sereno, l'aria fresca dell'ambiente può aumentare la resa. Secondo i test, i pannelli solari sono più produttivi a 77 gradi Fahrenheit.
Cosa succede quando la temperatura dei pannelli solari aumenta?
È utile avere una solida conoscenza della differenza tra l'energia degli elettroni in uno stato di bassa energia e quella degli elettroni in uno stato eccitato se avete installato dei pannelli solari fotovoltaici a casa o se intendete acquistarne di nuovi nel prossimo futuro. Questa differenza è responsabile della potenza prodotta dai pannelli solari.
In una cella solare gli elettroni sono intrappolati in uno stato di bassa energia. Lo stato eccitato, che questi elettroni raggiungono quando ricevono un'energia supplementare, consente loro di migrare e rompere il legame. La conduzione può essere realizzata da elettroni eccitati. Essi ricevono l'energia supplementare che li spinge nello stato eccitato dal calore o dalla luce (luce solare).
La differenza di energia (tensione) tra questi due stati determina la quantità di elettricità che una cella solare può produrre. Aumentando l'energia degli elettroni legati, l'aumento della temperatura modifica le proprietà dei materiali semiconduttori. Di conseguenza, la differenza di energia necessaria per raggiungere lo stato desiderato è minore, il che riduce la produzione e l'efficienza dei pannelli solari.
Il calore del sole provoca il riscaldamento dei pannelli solari che assorbono la luce solare. Anche il silicio cristallino, un componente tipico delle celle solari, non contribuisce a evitare il riscaldamento. A causa dell'eccellente conduttività termica del silicio, le celle solari sono soggette a un più rapido accumulo di calore durante le giornate calde e soleggiate.
In poche parole, i pannelli solari più caldi utilizzano la stessa quantità di sole per produrre meno energia.
Come ridurre l'impatto del calore sui pannelli solari?
La maggior parte degli installatori autorizzati utilizza misure per migliorare il raffreddamento naturale degli impianti solari, poiché è consapevole dell'impatto che le temperature più elevate hanno sulla produzione di energia.
Lasciare almeno 15 cm di spazio tra il tetto e i pannelli per consentire all'aria di circolare da entrambi i lati è una pratica consigliata per massimizzare l'efficienza. Tuttavia, di solito non è un'idea intelligente installare i pannelli troppo lontani dal tetto. Se l'apertura è troppo grande, foglie e ramoscelli possono raccogliersi sotto il campo e danneggiare il tetto o i pannelli solari.
I pannelli solari a terra sono una buona opzione se si vive in un ambiente caldo, perché ricevono il maggior flusso d'aria e quindi mantengono una temperatura più bassa.
Le stime mostrano che, nello stesso luogo, la differenza di temperatura tra i pannelli solari fissati sul tetto e quelli collocati a terra può raggiungere i 10 °C (50 °F).
L'acquisto di pannelli solari con un coefficiente di temperatura il più possibile vicino allo zero è la scelta migliore. La variazione della produzione totale di energia annua può essere sostanziale. La scheda tecnica del produttore è la migliore fonte di informazioni sulla tolleranza al calore del pannello. In essa viene utilizzata la frase "coefficiente di temperatura (Pmax)". Si tratta del coefficiente di temperatura di potenza al massimo. Spiega quanta elettricità perderà il pannello per ogni aumento di 1°C della temperatura oltre i 25°C. @ STC (la potenza di targa del modulo è determinata alla temperatura di prova standard).
I coefficienti di temperatura dei pannelli solari dei vari produttori sono diversi. Per questo motivo, ogni produttore di pannelli solari include un valore di coefficiente di temperatura (Pmax) nei dettagli del proprio prodotto.
In generale, la maggior parte dei coefficienti dei pannelli solari è compresa tra -0,20 e -0,50% per grado Celsius. Il pannello solare è tanto meno influenzato dall'aumento di temperatura quanto più questa cifra è vicina allo zero.
Se i vostri pannelli solari, ad esempio, hanno un coefficiente di meno 0,4%, la loro produzione diminuirà nelle giornate calde di quasi il doppio rispetto a quella che si avrebbe se il loro coefficiente fosse semplicemente meno 0,2% per grado Celsius.
Le coperture bianche o chiare riflettono maggiormente la luce del sole e non si riscaldano come le coperture scure, inoltre sono un modo intelligente e pratico per ridurre la temperatura intorno ai pannelli solari.
Cercate di scegliere di pulire i pannelli solari al mattino o alla sera. Assicuratevi di non pulire i pannelli solari nelle ore più calde della giornata, perché questo potrebbe causare la rottura del vetro e danneggiare irreparabilmente i pannelli solari. In un sistema di raffreddamento ad acqua, i pannelli solari non sono soggetti a rapidi sbalzi di temperatura come in un sistema di risciacquo.
I pannelli solari di Maysun Solar sono in grado di minimizzare efficacemente gli effetti negativi della temperatura sull'efficienza del funzionamento dei pannelli solari. La maggior parte dei pannelli solari di Maysun Solar ha un coefficiente di temperatura PMAX di -0,34%/°C, quindi funziona in modo molto efficiente!
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