Каковы разумные ожидания эффективности в современных солнечных панелях?

Недавно на моей крыше была установлена ​​солнечная батарея с четырьмя различными секциями, подключенными к трем инверторам - общая база включает 56 панелей общей мощностью 13,44 кВт.

Тем не менее, я не вижу нигде такого большого количества продукции, даже в самый разгар дня. Я, очевидно, не ожидал бы получить 13 кВт, так как панели не работают на 100%, есть облака, инверторы теряют 10% или около того и т. Д. Однако, каковы разумные ожидания для системного производства или массива такого размера ?

Что я вижу, так это то, что в середине утра мощность вырастет довольно быстро до 6,68 кВт, а затем будет сидеть там (под этим точным числом) до позднего утра. Затем он довольно быстро подскочит до 7,38 кВт, на некоторое время зависнет, а затем до 7,7 кВт, когда все банки панелей окажутся на солнце, а затем он будет сидеть до полудня - однако это всего лишь 57% эффективности для система, и это кажется немного низким.

Вот несколько вопросов, которые у меня есть:

• Может быть, я неправильно понимаю, как работают панели. Я думал, что они будут производить больше энергии, когда солнце находится прямо над ними, а не под углом, но производственные показатели, кажется, не подтверждают это. Это верно?
• Очевидно, что панели имеют максимальный уровень производства, но могут ли мои инверторы ограничивать общий объем производства? Если мои панели вырабатывают 10 кВт, но инверторы могут обрабатывать только 8 кВт, это то, что я вижу?

Я понимаю, что есть много переменных, чтобы получить точное количество разумного производства, но мне просто интересно, что разумно, и если это что-то, я должен еще немного углубиться, чтобы убедиться, что они были установлены правильно.

Если вы находитесь в северном полушарии, нижний угол солнца зимой, вероятно, способствует вашим низким числам. (Когда солнце низко в небе, оно проходит через больше атмосферы, чтобы достигнуть земли.) Предположительно, вам будет лучше летом.

Кроме того, угол наклона панелей должен соответствовать вашей широте. Если ваши панели установлены на крыше и не находятся под оптимальным углом (или не направлены прямо на юг), это снизит вашу эффективность. В любом случае, если у вас нет панелей отслеживания или постоянно меняете наклон, ваши панели будут только точно направлены на солнце два раза в год, а в остальное время будут слегка смещены.

Этот веб-сайт содержит подробное описание углов наклона , но в итоге получается, что если у вас фиксированный массив под оптимальным углом, вы получите только 71% экспозиции, чем если бы у вас был массив трекинга, постоянно направленный на солнце , Если ваш угол не является оптимальным, вы будете делать еще хуже, очевидно.

РЕДАКТИРОВАТЬ: Я также должен отметить, что ваше определение «оптимальный угол» для фиксированного массива зависит от того, что вы пытаетесь оптимизировать. Есть несколько способов взглянуть на это:

1. Вырабатывайте как можно больше энергии в течение всего года. 71% относится к этому варианту.
2. Вырабатывайте как можно больше электроэнергии летом, когда потребление электроэнергии может быть выше из-за переменного тока и / или покупка электроэнергии из сети может стоить дороже. Это будет меньший угол (массив направлен вверх), чем 1), так как солнце выше в небе летом. Использование зимой будет ниже, чем 1).
3. Старайтесь вырабатывать электроэнергию равномерно в течение всего года. Это будет больший угол [массив направлен больше к горизонту]. Этот подход пытается увеличить выработку электроэнергии зимой относительно 1) за счет некоторой летней мощности.

У вас пятьдесят шесть 240-ваттных модулей. Каждый из них вырабатывает 240 Вт при стандартных условиях испытаний (STC). STC определяется как 1000 Вт / м ^ 2 излучения, температуры 25ºC и спектра AM1.5G. Эти условия редко достигаются на открытом воздухе. Если температура выше или освещенность ниже, чем у STC, вы получите меньше энергии.

Обычно температура модуля 25ºC может быть достигнута на полном солнце, только если температура воздуха близка к замерзанию, поэтому в Фениксе вы, вероятно, никогда не получите этого. Температурный коэффициент мощности для ваших модулей должен быть указан в техпаспорте. Для кремния это около -0,45% / ºC. Поэтому, когда на улице 120ºF, а модули работают на ~ 25ºC выше этой температуры, одна только температура заставит массив работать на ~ 22% ниже номинальной таблички, даже если все остальное идеально.

Облучение, о котором вы заботитесь, - это излучение на плоскости матрицы (POA), которое представляет собой количество солнца, падающего на область, наклоненную на тот же угол, что и массив. По жилым стандартам ваш массив абсолютно огромен. Если все они находятся под одним углом наклона (близким к наклону широты) и если все они находятся под одним азимутальным углом (направленным на юг), вы можете ожидать, что в большинстве солнечных дней в течение всех солнечных дней в большинстве солнечных дней будет достигаться почти 1000 Вт / м ^ 2 POA. времена года. Если разные части массива обращены в разные стороны, одна из них будет работать лучше других. Если это не учитывается при проектировании с использованием нескольких инверторов или многострунного инвертора, вы можете потерять мощность из-за этого несоответствия. И, как уже упоминали другие, если угол азимута не направлен на юг, а угол наклона не близок к наклону широты, вы '

Вы также правильно указали, что даже простое соединение модулей друг с другом и с инвертором может еще больше снизить мощность. Если какой-либо из модулей частично закрашен, вы теряете больше энергии, чем закрашенная часть. Если ваш инвертор имеет меньшие размеры или работает при очень высокой температуре, он уменьшит количество, которое он производит, работая модули дальше от их максимальной мощности. Вы можете проверить мощность вашего инвертора в его спецификации. Если он ниже общей номинальной мощности массива, отправьте его обратно.

Используйте этот сайт, чтобы увидеть температуру и условия освещения в Фениксе. Обратите внимание, что вам нужно будет рассчитать интенсивность излучения POA по значениям прямой и горизонтальной освещенности, приведенным здесь.

Используйте эту страницу, чтобы рассчитать положение солнца. Если вы введете угол поворота азимута поверхности и углы наклона поверхности, вы можете получить угол падения между Солнцем и вашим массивом.

Это кажется немного низким, но не сумасшедшим. У меня на крыше установлен массив постоянного тока 3,3 кВт, и в пиковое время дня я могу получить переменный ток 2,7 кВт после инвертора, или КПД около 80%. Я живу в Северной Калифорнии, где летом могут быть прохладные и солнечные дни.

Поскольку вы находитесь в США, вам стоит проверить калькулятор PVWatts . Этот небольшой инструмент будет получать от вас много данных, таких как размер панели, номинальная эффективность, установленный угол, эффективность инвертора и т. Д., А затем будет сопоставлять эти данные с историческими данными о солнечной энергии для вашего конкретного местоположения (широта / долгота), чтобы дать вам оценку о том, сколько вы должны генерировать на ежемесячной основе. Это, пожалуй, самый точный из доступных инструментов. Если вы не на этом стадионе, возможно, пришло время поговорить с вашими установщиками.