Was ist eine vernünftige Erwartung für die Effizienz in modernen Solarmodulen?

Wenn Sie sich auf der Nordhalbkugel befinden, trägt der niedrigere Winkel der Sonne im Winter wahrscheinlich zu Ihren niedrigen Zahlen bei. (Wenn die Sonne tief am Himmel steht, durchdringt sie mehr Atmosphäre, um den Boden zu erreichen.) Vermutlich werden Sie im Sommer besser abschneiden.

Auch der Neigungswinkel der Panels sollte auf Ihren Breitengrad abgestimmt sein. Wenn Ihre Paneele auf Ihrem Dach montiert und nicht im optimalen Winkel sind (oder nicht direkt nach Süden ausgerichtet sind), würde dies Ihre Effizienz verringern. In jedem Fall werden Ihre Panels nur zweimal im Jahr genau auf die Sonne ausgerichtet und zu allen anderen Zeiten leicht falsch ausgerichtet, es sei denn, Sie haben nachgeführte Panels oder ändern ständig die Neigung.

Diese Website enthält eine detaillierte Beschreibung der Neigungswinkel , aber das Nettoergebnis ist, dass Sie bei einem festen Array im optimalen Winkel nur 71% der Belichtung erhalten, als wenn Sie ein Tracking-Array ständig auf die Sonne gerichtet hätten . Wenn Ihr Winkel nicht optimal ist, werden Sie natürlich noch schlechter abschneiden.

BEARBEITEN: Ich sollte auch darauf hinweisen, dass Ihre Definition des "optimalen Winkels" für ein festes Array davon abhängt, was Sie optimieren möchten. Es gibt ein paar Möglichkeiten, es zu betrachten:

1. So viel Strom wie möglich über das ganze Jahr erzeugen. Die 71 % beziehen sich auf diese Option.
2. Erzeugen Sie im Sommer so viel Strom wie möglich, wenn der Stromverbrauch aufgrund von Wechselstrom höher sein kann und/oder Strom aus dem Netz teurer sein kann. Dies ist ein niedrigerer Winkel [Array zeigt weiter nach oben] als 1), da die Sonne im Sommer höher am Himmel steht. Die Nutzung im Winter ist niedriger als 1).
3. Versuchen Sie, das ganze Jahr über gleichmäßig Strom zu erzeugen. Dies wird ein größerer Winkel sein [Array zeigt mehr zum Horizont]. Dieser Ansatz versucht, die Stromerzeugung im Winter relativ zu 1) auf Kosten von etwas Sommerstrom zu erhöhen.

Sie haben sechsundfünfzig 240-Watt-Module. Unter Standardtestbedingungen (STC) leisten sie jeweils 240 Watt. STC ist definiert als 1000 W/m^2 Bestrahlungsstärke, 25 °C Temperatur und AM1,5G-Spektrum. Diese Bedingungen werden im Freien selten erreicht. Wenn die Temperatur höher oder die Bestrahlungsstärke niedriger als STC ist, erhalten Sie weniger Leistung.

25 °C Modultemperatur erreichen Sie in der Regel nur in voller Sonne, wenn die Lufttemperatur nahe dem Gefrierpunkt liegt, also werden Sie das in Phoenix wahrscheinlich nie erreichen. Der Temperaturkoeffizient der Leistung für Ihre Module sollte auf dem Datenblatt aufgeführt sein. Für Silizium beträgt sie etwa -0,45 %/ºC. Wenn es also draußen 120 °F ist und die Module bei ca. 25 °C darüber laufen, führt allein die Temperatur dazu, dass das Array bei ca. 22 % unter der Nennleistung des Typenschilds arbeitet, selbst wenn alles andere perfekt ist.

Die Bestrahlungsstärke, die Ihnen wichtig ist, ist die POA-Bestrahlungsstärke (Plane-of-Array), d. h. die Sonnenmenge, die auf einen Bereich fällt, der im gleichen Winkel wie das Array geneigt ist. Nach Wohnstandards ist Ihr Array absolut enorm. Wenn sich alles in einem einzigen Neigungswinkel (nahe der Breitengradneigung) und in einem einzigen Azimutwinkel (nach Süden zeigt) befindet, können Sie davon ausgehen, dass Sie an den meisten Sonnentagen insgesamt fast 1000 W/m^2 POA-Einstrahlung erreichen Zeiten des Jahres. Wenn verschiedene Teile des Arrays in unterschiedliche Richtungen weisen, wird einer normalerweise besser abschneiden als die anderen. Wenn dies während des Entwurfs nicht berücksichtigt wird, indem mehrere Wechselrichter oder ein Wechselrichter mit mehreren Strängen verwendet werden, könnten Sie durch diese Diskrepanz an Leistung verlieren. Und, wie andere bereits erwähnt haben, wenn der Azimutwinkel nicht genau nach Süden und der Neigungswinkel nicht in der Nähe der Breitenneigung liegt,

Sie haben auch richtigerweise darauf hingewiesen, dass bereits das bloße Verbinden der Module untereinander und mit einem Wechselrichter die Leistung weiter reduzieren kann. Wenn eines der Module teilweise verschattet ist, verlieren Sie mehr Leistung als nur der Bruchteil, der verschattet ist. Wenn Ihr Wechselrichter unterdimensioniert ist oder bei sehr hohen Temperaturen betrieben wird, reduziert er die erzeugte Menge, indem er die Module weiter entfernt von ihrem maximalen Leistungspunkt betreibt. Die Kapazität Ihres Wechselrichters können Sie dem Datenblatt entnehmen. Wenn es unter der Gesamtnennleistung des Arrays liegt, senden Sie es zurück.

Verwenden Sie diese Seite , um die Temperatur- und Strahlungsbedingungen in Phoenix zu sehen. Beachten Sie, dass Sie die POA-Bestrahlungsstärke aus den hier angegebenen direkten und horizontalen Bestrahlungsstärkewerten berechnen müssen.

Verwenden Sie diese Seite , um den Sonnenstand zu berechnen. Wenn Sie die Azimutdrehung der Oberfläche und die Neigungswinkel der Oberfläche eingeben, erhalten Sie den Einfallswinkel zwischen der Sonne und Ihrem Array.

Das scheint ein bisschen niedrig, aber nicht verrückt. Ich habe eine 3,3-kW-DC-Anlage auf meinem Dach und kann in den Spitzenzeiten des Tages 2,7-kW-AC nach dem Wechselrichter oder etwa 80 % Wirkungsgrad erhalten. Ich lebe jedoch in Nordkalifornien, wo Sie im Sommer kühle und sonnige Tage haben können.

Da Sie sich in den USA befinden, sollten Sie sich den PVWatts-Rechner ansehen . Dieses kleine Tool entnimmt Ihnen viele Daten wie Modulgröße, Nenneffizienz, Installationswinkel, Wechselrichtereffizienz usw. und vergleicht diese dann mit historischen Solardaten für Ihren spezifischen Standort (Breiten-/Längengrad), um Ihnen eine Schätzung zu geben wie viel Sie monatlich generieren sollten. Es ist wahrscheinlich das genaueste verfügbare Werkzeug. Wenn Sie sich nicht in diesem Bereich befinden, ist es möglicherweise an der Zeit, mit Ihren Installateuren zu sprechen.