Що є розумним очікуванням ефективності сучасних сонячних батарей?

Нещодавно у мене на даху був встановлений сонячний масив із чотирма різними секціями, підключеними до трьох інверторів - загальний масив включає 56 панелей на загальну суму 13,44 кВт.

Однак я не бачу ніде поблизу такої великої кількості виробництва, навіть у пік дня. Я, очевидно, не очікував, що виробить 13 кВт, оскільки панелі не на 100% ефективні, є хмари, інвертори втрачають 10% або близько того, і т. Д. Однак, які обґрунтовані очікування для виробництва системи або масиву такого розміру ?

Що я бачу, це те, що виробництво досить швидко зросте в середині ранку до 6,68 кВт, а потім сидітиме там (у такій точній кількості) до пізнього ранку. Тоді він досить швидко підскочить до 7,38 кВт, повіситься на деякий час, а потім до 7,7 кВт, коли всі банки панелей будуть на сонячному світлі, і тоді він буде сидіти там до раннього дня - однак, це лише 57% ефективності Система, і це здається трохи низьким.

Ось кілька запитань у мене:

• Можливо, я неправильно розумію, як працюють панелі. Я думав, що вони вироблятимуть більше енергії, коли сонце знаходиться прямо над ними, а не під кутом, але виробничі цифри, схоже, це не підтримують. Це правильно?
• Очевидно, панелі мають максимальний рівень виробництва, але чи можуть мої інвертори обмежувати загальне виробництво? Якщо мої панелі роблять 10 кВт, але інвертори можуть обробляти лише 8 кВт, це те, що я бачу, що відбувається?

Я розумію, що існує велика кількість змінних, щоб отримати мою точну кількість розумної продукції, але мені просто цікаво, що є розумним, і якщо це щось, я мушу розібратися трохи більше, щоб переконатися, що вони були встановлені правильно.

Якщо ви перебуваєте у північній півкулі, то нижній кут сонця взимку, ймовірно, сприяє вашим низьким числом. (Коли на небі сонце низько, воно проходить через більше атмосфери, щоб досягти землі.) Імовірно, влітку ви зробите краще.

Також кут нахилу панелей повинен відповідати вашій широті. Якщо ваші панелі встановлені на даху і не знаходяться під оптимальним кутом (або не спрямовані прямо на південь), це знизить вашу ефективність. У будь-якому випадку, якщо у вас немає панелей відстеження або постійно змінюєте нахил, ваші панелі будуть вказуватися рівно на сонце двічі на рік, а в усі інші часи будуть злегка нерівними.

На цьому веб-сайті є детальний опис кутів нахилу , але чистий результат полягає в тому, що якщо ви маєте фіксований масив під оптимальним кутом, ви отримаєте лише 71% експозиції, ніж якщо б у вас матриця відстеження постійно вказувала на сонце . Якщо ваш кут не є оптимальним, очевидно, ви зробите ще гірше.

EDIT: Я також повинен зазначити, що ваше визначення "оптимального кута" для фіксованого масиву залежить від того, що ви намагаєтеся оптимізувати. Є кілька способів переглянути це:

1. Генеруйте якомога більше енергії протягом усього року. 71% відноситься до цього варіанту.
2. Виробляйте якомога більше енергії влітку, коли споживання електроенергії може бути більшим через змінного струму та / або електроенергії може коштувати дорожче придбати в електромережі. Це буде нижчий кут [масив, спрямований більше вгору], ніж 1), оскільки сонце влітку вище на небі. Зимове споживання буде нижчим за 1).
3. Намагайтеся генерувати енергію рівномірно протягом року. Це буде більший кут [масив, спрямований більше до горизонту]. Цей підхід намагається збільшити виробництво електроенергії взимку відносно 1) за рахунок деякої літньої потужності.

У вас є п'ятдесят шість 240-ватних модулів. Кожен з них виробляє 240 Вт при стандартних тестових умовах (STC). STC визначається як 1000 Вт / м ^ 2 опромінення, температури 25ºC і спектра AM1,5G. Ці умови рідко досягаються на відкритому повітрі. Якщо температура вище або опромінення нижче STC, ви отримаєте менше енергії.

Зазвичай ви можете домогтися температури 25 ° C на повному сонці, якщо температура повітря близька до замерзання, тому у Phoenix ви, мабуть, цього ніколи не отримаєте. Температурний коефіцієнт потужності для ваших модулів повинен бути вказаний на аркуші даних. Для кремнію він становить приблизно -0,45% / ºC. Тож, коли зовні 120ºF, а модулі працюють при ~ 25ºC, температура сама по собі призведе до того, що масив буде працювати на ~ 22% нижче, ніж на табличці, навіть якщо все інше ідеально.

Іррадіація, яку ви хвилюєте, - це опромінення площиною масиву (POA), тобто кількість сонця, яке потрапляє на область, нахилену до того ж кута, що і масив. За житловими мірками ваш масив абсолютно величезний. Якщо це все під одним кутом нахилу (близьким до нахилу широти) і якщо все знаходиться під одним кутом азимута (вказує на південь), ви можете розраховувати на майже сонячний день протягом усіх сонячних днів протягом майже 1000 Вт / м ^ 2 опромінення POA. час року. Якщо різні частини масиву стикаються з різними напрямками, одна зазвичай виконує кращі результати, ніж інші. Якщо це не враховується під час проектування за допомогою декількох інверторів або багатожильних інверторів, ви можете втратити силу від цієї невідповідності. І, як згадували інші, якщо кут азимуту не обумовлений півднем і кут нахилу не близький до нахилу широти, ви '

Ви також правильно вказали, що навіть просто підключення модулів один до одного та інвертора може ще більше зменшити потужність. Якщо будь-який з модулів є частково затіненим, ви втрачаєте більше енергії, ніж лише фракція, що заштрихована. Якщо ваш інвертор маломірний або працює при дуже високій температурі, це зменшить його кількість, спрацьовуючи модулі далі від їх максимальної точки живлення. Ви можете перевірити ємність вашого інвертора на його аркуші. Якщо вона нижче загальної номінальної потужності масиву, відправте його назад.

Використовуйте цей сайт, щоб побачити температуру та умови опромінення у Феніксі. Зауважте, що вам доведеться обчислити опромінення POA за значеннями прямого та горизонтального опромінення, наведеними тут.

Скористайтеся цією сторінкою для обчислення положення сонця. Якщо встановити кут повороту азимута поверхні та кут нахилу поверхні, ви можете отримати кут падіння між сонцем та масивом.

Це здається трохи низьким, але не божевільним. У мене на даху масив 3,3 кВт постійного струму, і під час пік дня я можу отримати 2,7 кВт змінного струму після інвертора, або приблизно 80% ККД. Я живу в Північній Каліфорнії, де влітку можна прохолодно та сонячно проходити.

Оскільки ви перебуваєте в США, вам слід перевірити, що це калькулятор PVWatts . Цей маленький інструмент забере у вас багато даних, таких як розмір панелі, номінальна ефективність, встановлений кут, ефективність інвертора тощо, а потім перекреслить посилання на історичні сонячні дані для вашого конкретного місця (широта / довгота), щоб дати оцінку про те, скільки ви повинні генерувати щомісяця. Це, мабуть, найточніший доступний інструмент. Якщо ви не перебуваєте в цьому бальному парку, можливо, настав час поговорити зі своїми монтажниками.