Wie man das richtige Solarmodul auswählt, um die Energieproduktion zu maximieren

Einleitung:

Die Solartechnologie hat sich zu einer monumentalen Innovation im Bereich der erneuerbaren Energien entwickelt und bietet bedeutende Lösungen zur Verringerung der Kohlenstoffemissionen und zur Verbesserung der energetischen Nachhaltigkeit. Innerhalb von Solarsystemen spielen Solarmodule eine zentrale Rolle, da sie direkt die Menge der erzeugten Energie bestimmen. Daher ist die Auswahl des richtigen Solarmoduls ein entscheidender Schritt, um eine optimale Systemleistung zu gewährleisten.

Dieser Artikel befasst sich mit den einzelnen Faktoren, die die Energieleistung von Solarmodulen beeinflussen. Wenn Sie diese Schlüsselelemente genau kennen, können Sie Ihr Solarsystem besser planen und auslegen, um Ihren Energiebedarf zu decken und gleichzeitig die Effizienz der nachhaltigen Energieerzeugung zu steigern.

Schlüsselfaktoren, die die Stromerzeugung der Module beeinflussen:

1. Der Betriebsstrom und die Temperatur des Solarmoduls

2. Der Temperaturkoeffizient des Solarmoduls

3. Die spektrale Reaktion des Solarmoduls

4. Die Leistung des Solarmoduls bei schlechten Lichtverhältnissen

5.Die Degradation von Solarmodulen

6.Die Installation und das Zubehör

7. Externe Umweltfaktoren

Wenn der Betriebsstrom eines Solarmoduls höher ist, führt dies in der Regel zu einem Anstieg der Betriebstemperatur des Moduls. Dies liegt daran, dass die Höhe des Stroms mit der Wärmeerzeugung innerhalb des Moduls aufgrund des Innenwiderstands zusammenhängt und höhere Ströme zu mehr Wärmeverlusten führen.

Die Wärmeverluste führen zu einem Anstieg der Temperatur des Solarmoduls. Bei höheren Temperaturen verlangsamt sich der Elektronenfluss, wodurch die Spannung sinkt und folglich auch der Wirkungsgrad des Solarmoduls abnimmt.

Um den Zusammenhang zwischen der Stromerzeugungsleistung verschiedener Module und ihren Betriebstemperaturen zu untersuchen, führte JinkoSolar in Zusammenarbeit mit dem TÜV Nord im Februar 2021 ein empirisches Freilandprojekt in der Yinchuan National Photovoltaic Experimental Base durch. Die Betriebstemperaturen der Ultrahochstrommodule (18A) lagen im Durchschnitt um ca. 1,8°C höher als die der 182er-Module (13,5A), mit maximalen Temperaturunterschieden von ca. 5°C. Dies liegt vor allem daran, dass der zu hohe Betriebsstrom der Module zu einem deutlichen Anstieg der Wärmeverluste an der Oberfläche der Solarzellen und der Lötbänder führt und damit zum Anstieg der Betriebstemperatur des Moduls beiträgt. Wie allgemein bekannt, nimmt die Ausgangsleistung von PV-Modulen mit steigender Temperatur ab. Bei PERC-Modulen beispielsweise sinkt die Ausgangsleistung um etwa 0,35 % je Grad Celsius Temperaturerhöhung, wenn die Modultemperatur die Nennbetriebstemperatur überschreitet. Unter Berücksichtigung einer Kombination von Faktoren zeigen die empirischen Ergebnisse, dass die 182er-Module eine um ca. 1,8 % höhere Ein-Watt-Stromerzeugungsrate als die Ultrahochstrommodule erreichen. Die Twisun-Module mit schwarzem Rahmen von Maysun bieten den Vorteil eines niedrigen Stroms (9 A) und einer hohen Leistung, die unter Hochtemperaturbedingungen besser funktioniert, da der niedrige Strom zur Senkung der Betriebstemperaturen, zur Verringerung der Wärmeverluste und zur Verbesserung der Moduleffizienz beiträgt.

Die folgenden Bilder veranschaulichen den Vergleich der Betriebstemperaturen zwischen den Ultrahochstrommodulen (18 A) und den 182er-Modulen (13,5 A)

Die vorläufigen Daten der empirischen Station zeigen, dass am 21. März und am 4. Mai die Betriebstemperaturen der Ultrahochstrommodule (18 A) und der 182 Module (13,5 A) gemessen wurden. Die Betriebstemperaturen der Ultrahochstrommodule waren deutlich höher als die der 182 Module. Ein Anstieg der Temperatur führt zu einer Verringerung der Stromerzeugung. Die 182er-Module erreichen eine um ca. 1,8 % höhere Ein-Watt-Stromerzeugung als die Ultrahochstrom-Module.

Anregung：

Module mit hohen Strömen können größere thermische Verluste verursachen, was dazu führt, dass sie sich stärker erwärmen und die Ausgangsleistung deutlicher abnimmt. Es ist wichtig, die Kontrolle der thermischen Verluste von Solarmodulen zu verbessern. Kühltechniken, wie das Anbringen von Wärmeableitungsplatten unter den Modulen oder die Erhöhung der Solarmodule über dem Boden für einen besseren Luftstrom, können von Vorteil sein.

Außerdem muss bei der Auswahl von Wechselrichtern und Solarmodulen unbedingt darauf geachtet werden, dass der maximale Leistungspunktstrom (MPP-Strom) des Moduls den maximalen Eingangsstrom des Wechselrichters (MPPT) nicht überschreitet. Dies ist darauf zurückzuführen, dass der MPPT-Schaltkreis des Wechselrichters den MPP des Solarmoduls effektiv nachführen muss, um die Effizienz der Energieumwandlung zu maximieren. Wenn der MPPT-Schaltkreis eines Wechselrichters beispielsweise auf 12,5 A ausgelegt ist, der MPP-Strom eines Moduls jedoch 13,5 A beträgt, kann das Modul nicht mit diesem Wechselrichter betrieben werden.

Der Temperaturkoeffizient von Solarmodulen ist ein wichtiger Leistungsparameter, der die Leistungsschwankungen von Solarmodulen bei unterschiedlichen Temperaturen angibt. Die Nennleistung von Solarmodulen wird unter Standardtestbedingungen (STC) ermittelt. Wenn während des Betriebs die tatsächliche Betriebstemperatur die Nennbetriebstemperatur übersteigt, sinkt die Ausgangsleistung. Dies liegt daran, dass der photovoltaische Umwandlungswirkungsgrad des Moduls mit steigender Temperatur abnimmt. Wenn der Leistungstemperaturkoeffizient beispielsweise -0,34 %/°C beträgt, sinkt die Ausgangsleistung des Moduls um 0,34 %, wenn die Nennbetriebstemperatur um 1 °C überschritten wird.

Darüber hinaus wirken sich Temperaturschwankungen auch auf die langfristige Stabilität und Lebensdauer von Solarmodulen aus. Erhöhte Temperaturen können zu einer Materialermüdung innerhalb der Module führen, was ihre Langlebigkeit verringert. In der Regel haben Module mit einem niedrigeren Temperaturkoeffizienten eine längere Lebensdauer. In extremen Fällen kann die Überhitzung von Solarmodulen ein Sicherheitsrisiko darstellen und sogar zu Bränden führen.

Den Angaben in der Tabelle zufolge liegt der Temperaturkoeffizient für die IBC-Module von Maysun bei -0,29 %/℃. Das bedeutet, dass für jeden Anstieg der Betriebstemperatur des IBC-Moduls um 1℃ eine Leistungsreduzierung von 0,29 % eintritt. Andererseits haben PERC-Module einen Temperaturkoeffizienten von -0,34 %/℃. Das bedeutet, dass die Leistung pro 1℃ Anstieg der Betriebstemperatur des PERC-Moduls um 0,34 % abnimmt. In Hochtemperaturumgebungen, in denen die Betriebstemperatur des Moduls 85℃ erreichen kann, ist die Leistung des PERC-Moduls deutlich auf 79,6 % gesunken, während das IBC-Modul immer noch eine Leistung von 82,6 % beibehalten kann.

Anregung:

In heißeren Regionen oder wenn es um die Sicherheit bei hohen Temperaturen geht, ist es daher ratsam, sich für Module mit einem niedrigeren Temperaturkoeffizienten zu entscheiden. IBC-Solarmodule (Interdigitated Back Contact) sind mit ihrem niedrigeren Temperaturkoeffizienten (-0,29%/℃) in Hochtemperaturgebieten deutlich im Vorteil.

Solarzellen nutzen den photoelektrischen Effekt, um Sonnenlicht direkt in Strom umzuwandeln. Ihre spektrale Empfindlichkeit gibt den Bereich des Lichtspektrums an, den sie effizient abdecken können. Die meisten der derzeit auf dem Markt erhältlichen Solarzellen sind auf Siliziumbasis aufgebaut und reagieren hauptsächlich auf das sichtbare Spektrum und einen Teil der Infrarotstrahlung. Im Gegensatz dazu ist ihre Empfindlichkeit gegenüber ultravioletter Strahlung und einem bedeutenden Teil des Infrarotspektrums relativ schwach.

Die Abbildung zeigt ein typisches Sonnenstrahlungsspektrum und die spektrale Reaktion einer Silizium-Solarzelle. Es ist wichtig zu verstehen, dass diese spektrale Empfindlichkeit den Strahlungsbereich definiert, in dem die Zelle am effektivsten arbeitet. Dies hat einen großen Einfluss auf die Effizienz der Zelle unter verschiedenen Strahlungsbedingungen. Diese Zellen reagieren vor allem auf das sichtbare Spektrum und das nahe Infrarot.

Eintauchen in die spektralen Eigenschaften einer typischen Silizium-Solarzelle:

Reaktion auf sichtbares Licht: Solarzellen auf Siliziumbasis reagieren sehr gut auf sichtbares Licht, das hauptsächlich im Wellenlängenbereich von 400-700 nm konzentriert ist. Innerhalb dieses Spektrums kann die Lichtenergie die Valenzelektronen in den Siliziumatomen anregen und sie in das Leitungsband befördern, was zur Bildung von Elektron-Loch-Paaren und damit zur Stromerzeugung führt.

Reaktion im kurzwelligen Infrarotbereich: Diese Zellen reagieren in gewissem Maße auf die kürzeren Wellenlängen des Infrarotlichts, die vor allem zwischen 800 und 1100 nm liegen. Licht in diesem Spektrum kann Elektronen in den Siliziumatomen in das Leitungsband befördern und so die Stromabgabe erhöhen.

Reaktion auf ultraviolettes Licht: Solarzellen auf Siliziumbasis reagieren relativ schwach auf ultraviolettes Licht, das hauptsächlich im Wellenlängenbereich von 200-400 nm vorkommt. Die Energie aus diesem Teil des Spektrums ist zu gering, um Valenzelektronen in Siliziumatomen zum Leitungsband zu stimulieren, was zu einer minimalen Stromerzeugung führt.

Reaktion im langwelligen Infrarotbereich: Die Reaktionsfähigkeit auf den langwelligen Teil des Infrarotspektrums ist ebenfalls begrenzt, vor allem zwischen 1100 und 1200 nm. Die Energie in diesem Spektrum ist zu gering, um ausreichend Strom zu erzeugen.

Bei ein und demselben Solarmodul kann die Energieausbeute in Regionen mit erheblichen Unterschieden im Lichtspektrum erheblich variieren. Monokristalline Silizium-Solarzellen weisen im Vergleich zu polykristallinen Siliziumzellen einen höheren Quantenwirkungsgrad auf, insbesondere im Spektrum von 310-550 nm. In diesem Bereich kann der Quantenwirkungsgrad von monokristallinen Siliziumzellen den von polykristallinen Zellen sogar um über 20 % übertreffen, was zu einer höheren Stromerzeugung führt.

Anregung:

Bevor mit dem Bau eines Solarkraftwerks begonnen wird, ist es wichtig, Module mit einem breiteren Spektrum auszuwählen, das von den vorherrschenden Bestrahlungsstärken in dem betreffenden Gebiet abhängt. Im Vergleich zu anderen Technologiemodulen haben IBC-Module einen breiten Spektralbereich, der von ultraviolettem über sichtbares Licht bis hin zum nahen Infrarotspektrum, etwa zwischen 300 nm und 1200 nm, reicht. Dieser breite Spektralbereich bedeutet, dass IBC-Module unter einer Vielzahl von Beleuchtungsbedingungen, einschließlich schwacher Beleuchtung und diffusem Licht, hervorragend funktionieren.

Der Begriff Schwachlichteffekt" bezieht sich im Zusammenhang mit Solarmodulen auf deren Leistung und Energieertrag bei geringer Beleuchtung. Dies ist häufig in den frühen Morgenstunden, am späten Abend, an bewölkten Tagen oder wenn ein Teil der Module beschattet ist, zu beobachten. Der Schwachlichteffekt hat einen erheblichen Einfluss auf die Gesamtleistung der Solaranlage und die Möglichkeiten der Energieerzeugung.

Bei schwachem Licht bewegen sich die Elektronen in den Solarmodulen langsamer, was zu einer geringeren Stromerzeugung und einem erheblichen Rückgang des Energieertrags der Module führt. Gleichzeitig brauchen die Solarmodule länger, um die von den Wechselrichtern geforderte Betriebsspannung zu erreichen, wodurch sich die effektive Stromerzeugungszeit einer Photovoltaikanlage innerhalb eines Tages verringert.

Anregung:

Um dem entgegenzuwirken, ist es ratsam, sich für Solarmodule zu entscheiden, die sich bei schlechten Lichtverhältnissen auszeichnen, wie die IBC-Module (Interdigitated Back Contact) oder die HJT-Module (Heterojunction). IBC-Zellen mit ihrer einzigartigen Rückseitenkontaktstruktur sind in der Lage, diffuses Licht von den Seiten und der Rückseite einzufangen, was einen deutlichen Vorteil bei schwankenden oder von Natur aus schwachen Lichtverhältnissen darstellt und sie besonders für Regionen mit hohen Breitengraden geeignet macht. Andererseits erhöhen HJT-Module aufgrund ihres Heteroübergangsdesigns die Effizienz der Ladungstrennung und -sammlung. Damit sind sie ideal für eine effiziente Stromerzeugung bei bewölktem Himmel oder in den frühen Morgen- und späten Abendstunden.

Nach Angaben der Zertifizierungsstelle TUV SUD weisen die IBC-Solarmodule von Maysun nur einen minimalen Verlust in der Mitte auf. Bei schwachen Lichtverhältnissen ergibt sich im Vergleich zu PERC-Produkten ein deutlicher Effizienzgewinn. Bei einer Bestrahlungsstärke von 200 W/m² zeigen IBC-Module einen relativen Leistungsgewinn von 2,01 %. Darüber hinaus erreichen IBC-Module aufgrund ihrer hohen Leerlaufspannung in den frühen Morgen- und Abendstunden schneller die Betriebsspannung des Wechselrichters, wodurch sich die Dauer der Stromerzeugung effektiv verlängert.

Zu den Degradationsreaktionen eines Moduls gehören PID (Potential Induced Degradation), LID (Light-Induced Degradation), LeTID (Light and elevated Temperature Induced Degradation), UVID (UV Induced Degradation), Alterung und der Hotspot-Effekt. Bei diesen Degradationsreaktionen handelt es sich um Leistungsminderungsprozesse, die Solarmodule unter bestimmten Bedingungen durchlaufen können und die sich auf die Leistungsabgabe und die langfristige Leistung des Systems auswirken.

（1）PID:

Die potenzialinduzierte Degradation (PID) bezieht sich auf die Leistungsverschlechterung von Solarmodulen bei bestimmten Spannungsunterschieden. PID tritt auf, weil es schwierig ist, die Versiegelung von Photovoltaikmodulen während der Nutzung langfristig aufrechtzuerhalten, insbesondere bei abwechselnd hohen Temperaturen und Feuchtigkeit. Dies kann zu einer erheblichen Ladungsakkumulation auf der Oberfläche der Zelle führen, die die Passivierung beeinträchtigt und einen Rückgang des Wirkungsgrads zur Folge hat, wobei die Stromerzeugung um mehr als die Hälfte sinken kann.

Möglichkeiten zur Verringerung des PID-Effekts:

Aus Langzeitversuchen haben die Produktexperten von Maysun Methoden zur Abschwächung des PID-Effekts zusammengefasst. Dazu gehören in erster Linie:

Erdung des Minuspols von Serienkomponenten oder Anlegen einer positiven Spannung zwischen dem Modul und der Erde während des Abends.

Erhöhung der Lebensdauer und Qualität der EVA-Folie und Optimierung des Verkapselungsprozesses.

Modifizierung des Emitters und der SiN-Antireflexionsschicht der Zelle.

Das von Maysun entwickelte HJT-Modul verfügt über eine hervorragende Anti-PID-Leistung. Seine TCO-Dünnschicht (Transparent Conductive Oxide) hat leitende Eigenschaften, die eine Ladungspolarisierung an der Oberfläche verhindern und damit strukturell eine PID-Degradation verhindern.

（2）LID：

LID (Light-Induced Degradation) ist ein Zuverlässigkeitsparameter für Photovoltaikmodule. Er umfasst im Allgemeinen drei Haupttypen: Lichtdegradation durch Bor-Sauerstoff-Verbindungen (BO-LID), licht- und temperaturinduzierte Degradation (LeTID) und ultraviolett-induzierte Degradation der Oberflächenpassivierung (UVID).

BO-LID (Lichtdegradation durch Bor-Sauerstoff-Verbindungen): Wenn wir von LID sprechen, meinen wir in der Regel BO-LID, das als Hauptfaktor für die Lichtdegradation in kristallinen Siliziumzellen gilt. Sobald Photovoltaikmodule dem Sonnenlicht ausgesetzt sind, beginnt LID, und innerhalb kurzer Zeit (Tage oder Wochen) kann es zur Sättigung kommen. BO-LID kann durch eine Veränderung der Dotierstoffe (z. B. durch die Einführung von Gallium) oder durch verbesserte Passivierungstechniken behoben werden.

LeTID (Light and Elevated Temperature Induced Degradation): LeTID ist ein thermisch induzierter Leistungsverlust, der hauptsächlich mit Materialien und Defekten in Solarzellen zusammenhängt. Bei hoher Temperatur und Strahlung können sich die Defekte in der Zelle vergrößern, was zu einer Ladungsrekombination und einem erhöhten Widerstand führt, was wiederum die Leistung der Zelle verringert. LeTID-Effekte sind in der Regel während des tatsächlichen Betriebs des Moduls zu beobachten, nicht unter Laborbedingungen. Um LeTID-Effekte abzuschwächen, verbessern die Hersteller häufig die Materialauswahl und die Herstellungsprozesse, führen Tests zur thermischen Stabilität durch und bewerten die Leistung der Zellen bei hohen Temperaturen, um eine gleichbleibende Leistung der Module zu gewährleisten.

UVID (Ultraviolett-induzierte Degradation): UVID bezieht sich auf die potenzielle Leistungsminderung von Solarmodulen bei längerer Einwirkung von ultravioletter Strahlung. Diese Verschlechterung hängt vor allem mit den in den Solarzellen verwendeten Materialien zusammen, insbesondere mit den Materialien für die photoelektrische Umwandlung. Kontinuierliche UV-Bestrahlung kann zu chemischen Reaktionen oder zur Zersetzung der Zellmaterialien führen, was eine Leistungsverschlechterung zur Folge hat, die sich häufig in einem geringeren Wirkungsgrad und einer geringeren Leistungsabgabe äußert. Um die Auswirkungen von UVID zu bekämpfen, verwenden Hersteller in der Regel Materialien mit hoher UV-Stabilität, verbessern die Verkapselungsmaterialien des Moduls für einen besseren Schutz und führen UV-Belichtungstests durch, um die Robustheit des Moduls zu messen.

Mit den HJT-Modulen (Heterojunction Technology) von Maysun ist es derzeit gelungen, keinen LID-Effekt zu erzielen. Aufgrund des Substrats der HJT-Zellen, bei dem es sich in der Regel um monokristallines Silizium vom N-Typ handelt, das mit Phosphor dotiert ist, gibt es keine Borsauerstoff- und Bor-Metall-Komplexe, wie sie im P-Typ-Silizium vorkommen. Daher sind HJT-Zellen immun gegen LID-Effekte.

（3）Solarmodul-Alterung

Solarmodule, die bei der Gewinnung von Solarenergie eine zentrale Rolle spielen, sind nicht immun gegen die Abnutzung durch Zeit und Umwelt. Mit zunehmendem Alter kann ihre Effizienz nachlassen, was zu einer verminderten Energieausbeute führt. Im Folgenden werden die wichtigsten Faktoren aufgeführt, die die Langlebigkeit der Module beeinflussen:

Vergilbung der Verkapselung: Längere UV-Bestrahlung kann dazu führen, dass die Verkapselung in den Modulen vergilbt, was sowohl das Aussehen als auch die Lichtabsorptionsfähigkeit beeinträchtigt. Dies kann den Gesamtwirkungsgrad des Moduls verringern.

Abnutzung der Rückseitenfolie: Im Laufe der Zeit, insbesondere bei hohen Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit, kann die Feuchtigkeitsbeständigkeit der Rückseitenfolie nachlassen, was das Risiko der Hydrolyse der Verkapselung und der Zellkorrosion erhöht.

Verschlechterung der Zellenleistung: Der Dauerbetrieb unter schwierigen Bedingungen kann den Wirkungsgrad und die Leistung von Solarzellen aufgrund von Veränderungen der Materialeigenschaften verringern.

Die Hersteller sind sich dieser Herausforderungen bewusst. Die IBC-Solarmodule von Maysun beispielsweise werden mit einer 25-jährigen Leistungs- und Produktgarantie geliefert. Sie versprechen einen Wirkungsgradabfall von nur 1,5 % im ersten Jahr und einen linearen Rückgang von nur 0,4 % pro Jahr danach, so dass die Nutzer während der gesamten Lebensdauer des Moduls von den Vorteilen profitieren.

（4）Hot-Spot-Effekt

Der Hot-Spot-Effekt bezieht sich auf eine potenziell nachteilige Situation in Solarmodulen, bei der bestimmte Zellen oder Teile des Moduls dazu neigen, sich stärker zu erhitzen als andere. Dies kann die Leistung und Sicherheit des gesamten Moduls beeinträchtigen.

Wann tritt der Hot-Spot-Effekt auf?

Abschattung oder Behinderung:

Wenn ein Teil eines Solarmoduls beschattet oder behindert wird, produzieren diese Zellen keinen Strom, aber die benachbarten Zellen funktionieren weiter. Dadurch werden die abgeschatteten Zellen gezwungen, als Last zu fungieren und Wärme von den benachbarten funktionierenden Zellen zu absorbieren, was dazu führen kann, dass sie übermäßig heiß werden.

Unstimmigkeiten zwischen den Zellen:

Manchmal gibt es kleine Unstimmigkeiten oder Unvollkommenheiten zwischen den Solarzellen. Dies kann dazu führen, dass sich bestimmte Zellen schneller erwärmen als ihre Gegenstücke, was zu Hot Spots in diesen speziellen Bereichen führt.

Auswirkungen des Hot-Spot-Effekts:

Beschädigung der Zellen:

Hot Spots können die überhitzten Zellen zersetzen oder beschädigen, was ihre Lebensdauer und Leistung verringern kann.

Sicherheitsaspekte:

Erhöhte Temperaturen aufgrund von Hot Spots können ein Brandrisiko oder andere Sicherheitsrisiken darstellen.

Um den Hot-Spot-Effekt abzuschwächen, hat Maysun Solar MOS-Bypass-Schalter in seine Venusun-Serie integriert, die die herkömmlichen Bypass-Dioden ersetzen. Diese Schalter bieten eine schnellere Reaktion auf wechselnde Lichtverhältnisse, passen sich schnell an und minimieren die Auswirkungen der Abschattung auf die Modulleistung.

Zu den Faktoren, die die Installationsmethoden und das Zubehör für Solarsysteme betreffen, gehören der Neigungswinkel der Solarmodule, Kombinationsverluste der Module, Kabel, Transformatorverluste, Regler, Wechselrichtereffizienz und mehr.

(1) Neigungswinkel der Solarmodule:

Der Neigungswinkel der Solarmodule steht in direktem Zusammenhang mit der erzeugten Strommenge. Er bezieht sich auf den Winkel, in dem die Paneele auf ihren Halterungen montiert sind, und beeinflusst, wie sie das Sonnenlicht empfangen. Der optimale Neigungswinkel hängt von der geografischen Breite des Standorts und der spezifischen Auslegung des Systems ab. Allgemeine Richtlinien sind wie folgt:

A. Breitengrad 0°-25°: Der Neigungswinkel entspricht dem Breitengrad.

B. Breitengrad 26°-40°: Der Neigungswinkel ist gleich dem Breitengrad plus 5°-10°.

C. Breitengrad 41°-55°: Der Neigungswinkel ist gleich dem Breitengrad plus 10°-15°.

(2) Kombinationsverluste von Solarmodulen:

In einer PV-Solaranlage können die Module in Reihe oder parallel geschaltet werden. Bei einer Reihenschaltung können Verluste aufgrund von Stromfehlanpassungen zwischen den Modulen auftreten. Bei einer Parallelschaltung ergeben sich Verluste aufgrund von Spannungsfehlern zwischen den Modulen. Die Kombinationsverluste können über 8 % erreichen. Darüber hinaus können Unstimmigkeiten in den Degradationseigenschaften der Module langfristig zu Spannungs- und Stromfehlanpassungen führen, die die Gesamtleistung der PV-Anlage verringern.

Anregung:

Daher ist es am besten, bei der Errichtung einer PV-Anlage Solarmodule der gleichen Marke und des gleichen Modells zu verwenden. Dadurch wird gewährleistet, dass die Betriebsstrom-, Spannungs- und Degradationseigenschaften der Paneele so einheitlich wie möglich sind. Um einen Rückstromfluss zu vermeiden, können in den Solarmodulen auch Isolationsdioden eingesetzt werden. Dies kann dazu beitragen, die Auswirkungen verschatteter oder beschädigter Paneele, die durch minderwertiges Solarsystemzubehör entstehen, auf die gesamte Anlage auszugleichen.

(3) Kabel- und Transformatorverluste:

Einer der Schlüsselfaktoren für den effizienten Betrieb einer Solaranlage ist das Management der Leitungsverluste. Leitungsverluste sind der prozentuale Anteil der elektrischen Energie, der während der Übertragung aufgrund von Leitungswiderständen, Steckern und anderen Faktoren verloren geht. Ein vernünftiges Ziel ist es, die Leitungsverluste unter 5 % zu halten, um sicherzustellen, dass die Systemleistung nicht wesentlich beeinträchtigt wird.

Anregung:

Um Leitungsverluste zu reduzieren, sollten Sie am besten hochleitfähige Drähte und Kabel verwenden. Üblicherweise werden Kupferdrähte aufgrund ihrer hervorragenden Leiteigenschaften verwendet. Auch der Querschnittsdurchmesser des Drahtes ist ein wichtiger Faktor. Drähte mit größerem Durchmesser haben einen geringeren Widerstand, was zur Verringerung der Leitungsverluste beitragen kann. Um den Widerstand und die Stromverluste zu verringern, müssen auch die Anschlüsse und Klemmen ordnungsgemäß gesichert und fest verbunden sein. Darüber hinaus kann eine Begrenzung der Kabellänge und ein effizientes Layout zur Verringerung der Leitungsverluste beitragen.

Unter Transformatorverlusten versteht man die Energie, die bei der Übertragung und Verteilung von elektrischer Energie aufgrund des Innenwiderstands von Transformatoren, magnetischer Verluste und anderer Faktoren verloren geht. Diese Verluste können die endgültige Lieferung und Verteilung des erzeugten Stroms beeinflussen.

Anregung:

Um die Auswirkungen von Transformatorverlusten auf die Stromerzeugung zu minimieren, wird empfohlen, sich für hocheffiziente Transformatortechnologien zu entscheiden, die die internen Verluste reduzieren. Regelmäßige Wartung und Inspektion der Transformatoren gewährleisten ihre optimale Leistung.

(4) Wirkungsgrad von Steuerungen und Wechselrichtern:

Bei Wechselrichtern, die Induktoren, Transformatoren und Leistungsbauelemente wie IGBTs und MOSFETs enthalten, entstehen während des Betriebs Verluste. Üblicherweise haben String-Wechselrichter einen Wirkungsgrad von 97-98%, während Zentralwechselrichter einen Wirkungsgrad von 98% haben. Verluste in Wechselrichtern entstehen durch Induktoren, Transformatoren, Leistungsgeräte und andere Komponenten. Auch Gerätefehlfunktionen, die zu Ausfallzeiten von Wechselrichtern führen, können die Stromerzeugung beeinträchtigen. Der Wirkungsgrad von Transformatoren ist in der Regel sehr hoch (über 99 %), so dass die Energieverluste fast vernachlässigbar sind. Der Spannungsabfall im Lade- und Entladekreis des Reglers sollte 5% der Systemspannung nicht überschreiten.

Anregung:

Eine regelmäßige Wartung des Zubehörs der Solaranlage ist wichtig, um den reibungslosen Betrieb von Reglern und Wechselrichtern zu gewährleisten und dadurch das Auftreten von Störungen zu verringern.

Umwelteinflüsse wie Sonneneinstrahlung, Abschattung, Staub, extreme Temperaturen, Hagel und Niederschlag können die Leistung und Lebensdauer von Solarmodulen beeinflussen.

Solare Bestrahlungsstärke

Die Sonneneinstrahlung ist die Hauptenergiequelle für Solarsysteme. Sie variiert je nach geografischer Lage, Jahreszeit und Wetterbedingungen. Die geografische Lage bestimmt den Winkel und die Dauer der Sonneneinstrahlung, während die Jahreszeiten und Wetterbedingungen atmosphärische Faktoren wie Bewölkung und Luftfeuchtigkeit beeinflussen, was sich wiederum auf die Effizienz von Solarmodulen auswirkt. Unter optimalen Sonnenlichtbedingungen können Solarmodule mehr Energie erzeugen. Die Einstrahlungsintensität folgt in der Regel diesem Muster: Winter, Sommer, Frühling und Herbst.

Anregung:

Planen und konzipieren Sie Ihr Solarsystem auf der Grundlage des spezifischen geografischen Standorts, des Klimas und des Energiebedarfs, um eine optimale Solareffizienz bei unterschiedlichen Jahreszeiten und Temperaturen zu gewährleisten. Entscheiden Sie sich außerdem für Solarmodule mit hohem Wirkungsgrad und hervorragender Leistung bei schlechten Lichtverhältnissen, wie z. B. IBC- (Interdigitated Back Contact) oder HJT- (Heterojunction) Module. Diese Module erzeugen unter ähnlichen Lichtverhältnissen mehr Energie.

Abschattungsverluste

Abschattungen durch Bäume oder Gebäude können die Effizienz von Solarmodulen verringern. Solche Abschattungen können bis zu 5 % Verlust bei der Energieerzeugung ausmachen. Faktoren wie Staubansammlungen, Schneeablagerungen oder Verschmutzungen wie Blätter und Vogelkot können, wenn sie nicht rechtzeitig gereinigt werden, nicht nur die Energieleistung des Systems verringern, sondern auch zu lokalen Erwärmungen führen. Anhaltende örtliche Erwärmung, so genannte Hot Spots, können die Glasoberfläche beschädigen.

Anregung:

Wählen Sie bei der Installation von Solarsystemen Standorte mit minimaler Beschattung durch Bäume oder Gebäude. Bei großflächigen Bodeninstallationen sollten Sie den Einsatz von Nachführsystemen in Erwägung ziehen, die dem Lauf der Sonne folgen und so die Schattenverluste minimieren. Regelmäßige Reinigung und Wartung sind unerlässlich, um sicherzustellen, dass das Solarsystem mit höchster Effizienz arbeitet.

Extreme Wetterbedingungen

Hohe Temperaturen können die Betriebstemperatur von Solarmodulen erhöhen, was ihre Effizienz verringert und ihren Alterungsprozess beschleunigt. Regen oder Schnee auf den Modulen können den Empfang des Sonnenlichts behindern, während Hagel zu Oberflächenschäden oder Mikrorissen führen kann, die die Zuverlässigkeit der Module beeinträchtigen.

Anregung:

Wählen Sie für heiße Klimazonen Solarmodule mit einem niedrigeren Temperaturkoeffizienten, z. B. HJT- oder IBC-Module, die bei hohen Temperaturen besser funktionieren. Eine bessere Belüftung um die Paneele herum und die Verwendung reflektierender Materialien oder Beschichtungen können die Wärmeaufnahme verringern. Bei Hagel oder Schneefall sollten Sie sich für Paneele entscheiden, die strengen Hageltests unterzogen wurden. Ziehen Sie die Installation von Hagelschutzvorrichtungen oder Schutznetzen in Betracht und schließen Sie eine Versicherung für mögliche Hagelschäden ab, um die Reparatur- oder Ersatzkosten zu decken.

Fazit：

Bei der Auswahl von Photovoltaik-Modulen (PV-Modulen) sind der Betriebsstrom, der Temperaturkoeffizient, die spektrale Empfindlichkeit, die Leistung bei schwachem Licht, die Degradation, die Installationsmethoden, das zugehörige Zubehör und die externen Umweltfaktoren der Solarmodule entscheidend für die Maximierung des Energieertrags der Solaranlage. Die ganzheitliche Berücksichtigung dieser Elemente kann die Effizienz und Zuverlässigkeit des Systems verbessern, die Energiekosten senken und einen Beitrag zur Zukunft der sauberen Energie leisten. Durch eine umfassende Planung und Auswahl können wir die Solarressourcen effektiver nutzen und eine nachhaltige Entwicklung fördern.

Maysun Solar hat sich seit 2008 auf die Herstellung hochwertiger Photovoltaikmodule spezialisiert. Wählen Sie aus unserem breiten Angebot an schwarzen, schwarz gerahmten, silbernen und Glas-Glas-Solarmodulen, die mit Half-Cut-, MBB-, IBC- und Shingled-Technologien ausgestattet sind. Diese Module bieten eine hervorragende Leistung und ein elegantes Design, das sich nahtlos in jedes Gebäude einfügt. Maysun Solar hat erfolgreich Niederlassungen, Lagerhäuser und langfristige Beziehungen zu hervorragenden Installateuren in zahlreichen Ländern aufgebaut! Bitte kontaktieren Sie uns für die neuesten Modulangebote oder alle PV-bezogenen Anfragen. Wir freuen uns darauf, Sie zu unterstützen.

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