Photovoltaikmodule werden unter Standardbedingungen bewertet: z. B. a Panel, wenn mit bestrahlt bei .
Wenn die Wirtschaftlichkeit der Photovoltaik diskutiert wird, werden oft tagesbezogene Einstrahlungskarten präsentiert, die jährlich oder möglicherweise monatlich gemittelt werden. Das ist für Wirtschaftlichkeitsberechnungen in Ordnung.
Aber bei der Auslegung der Leistungsumwandlungselektronik oder der Auswirkungen der Netzeinspeisung kann man nicht mit Durchschnittswerten arbeiten - sie müssen in der Lage sein, Spitzenleistungen auszuhalten, die möglicherweise größer sind als die Nennleistung der Module, oder?
Wenn ja, um welchen Faktor ist diese Elektronik überdimensioniert? Ich kann keine ähnlichen Karten der durchschnittlichen täglichen Spitzenbestrahlung finden.
Angesichts des täglichen Sonnenenergieeinfalls ( ) gemittelt entweder jährlich oder monatlich, kann man eine Obergrenze für die tägliche Spitzenbestrahlungsstärke ( )?
Ich interessiere mich besonders für Mittelmeerländer.
Sie haben absolut Recht, dass die Jahresmittelleistung keineswegs ein brauchbarer Anhaltspunkt für die Spitzenleistung ist, die ein Modul erzeugen kann. Sie können Orte auf der Erde finden, an denen die jährliche mittlere Sonneneinstrahlung weit darunter liegt , und Orte, an denen es höher ist als : aber an diesen beiden Orten wird es Zeiten geben, in denen die Sonneneinstrahlung am höchsten ist oder mehr. Alle PV-Anlagen sind daher mindestens auf diese Spitzeneinstrahlung ausgelegt. Also, mittlere jährliche Sonneneinstrahlung (egal ob in oder ) ist überhaupt kein Anhaltspunkt für die Spitzeneinstrahlung.
Um mehr über die Spitzennennleistung der Panels zu erfahren, schauen wir uns spezifische Technologien genauer an. PV gibt es in zwei verschiedenen Geschmacksrichtungen, eine konzentrierte PV, die andere ist reines PV. Sie sind sehr unterschiedliche Bestien, also werde ich sie anders behandeln.
Dies ist so konzipiert, dass es hinter Linsen sitzt, die das Sonnenlicht konzentrieren. Die Zelle und die Elektronik sind für viel viel höhere Sonneneinstrahlungswerte ausgelegt: Die Zelle mit dem höchsten Wirkungsgrad hatte laut der Überprüfung der Solarzellen-Effizienzrekorde vom Januar 2013 einen Wirkungsgrad von , und das wurde bei 942 Spitzensonnen gemessen: dh
Platten werden unter ganz bestimmten Testbedingungen bewertet: 25° Celsius; Lichtstärke von ; und ein Spektrum, das die Sonne darstellt, die eine Luftmasse mit einem Index von 1,5 (AM1,5) passiert hat.
Die Einstrahlung des Panels kann höher sein als : Wenn die Sonnenstrahlen normal zum Panel sind und viel Umgebungslicht vorhanden ist, werden diese hinzugefügt und die Sonneneinstrahlung wird höher sein .
Wenn die Temperatur unter 25 °Celsius liegt, ist die Modulleistung höher: Jedes Modul hat einen Koeffizienten, den Sie normalerweise aus dem Datenblatt des Herstellers entnehmen können, der die prozentuale Änderung der Leistung für jedes Grad Temperaturänderung darstellt: Je niedriger die Temperatur, desto höher die Leistung. Unterschiedliche Panel-Technologien haben unterschiedliche Faktoren: Das First Solar Series-3 Dünnschicht-Panel hat einen Temperaturkoeffizienten der maximalen Spitzenleistung von , so dass eine Reduzierung von 20 °C unter die Standardtestbedingungen eine zusätzliche Leistung von 5 % ergibt.
In höheren Lagen ist die Luftmasse geringer, was zu höheren Einstrahlungswerten im direkten Strahl führt. Sie befinden sich auch über der Schneegrenze, was bedeutet, dass es kälter ist, und es gibt viel reflektiertes Licht vom Schnee sowie viel Licht vom direkten Strahl. Und die Leute bringen PV auf sehr hohe Berge, und die Elektronik muss überleben. Daher sind sie normalerweise für eine viel höhere Leistung als die Nennleistung des Panels ausgelegt.
Die Elektronik ist im Vergleich zu den übrigen Komponenten des Panels in der Regel sehr billig, sodass sie in der Regel sehr stark überdimensioniert ist, um allen möglichen extremen Betriebsbedingungen Rechnung zu tragen. Eine komplette PV-Anlage auf einem Berg in der Schweiz nahm problemlos 130 % der Nennleistung auf.
Brandon Enright