Erster Punkt: „Volle Punktzahl“ im Labor VS „Leistung“ in der realen Welt
Auf dem Board-Etikett steht „1 Kilowatt“ (1 kW), das einen wissenschaftlichen Namen hat: „Nennleistung“.
Wie wurde diese Zahl ermittelt? Die Messung erfolgte unter äußerst idealen Laborbedingungen, offiziell bekannt als „Standard Test Conditions“ (STC).
Perfekte Lichtintensität: 1.000 Watt Sonnenlicht pro Quadratmeter-ungefähr so stark wie die Mittagssonne direkt über dem Äquator im Sommer.
Genau die richtige Temperatur: Die Temperatur des Panels muss konstant bei 25 Grad (handwarm) gehalten werden.
Ideales Spektrum: Auch die spektrale Zusammensetzung des Sonnenlichts muss einem bestimmten Standard entsprechen.
Denken Sie darüber nach: -Wie oft haben wir im wirklichen Leben eine solche Umgebung mit „perfekter Punktzahl“?
Bei Sonnenaufgang und Sonnenuntergang ist der Sonnenstand niedrig und die Intensität gering. An bewölkten, bewölkten oder dunstigen Tagen wird das Sonnenlicht größtenteils blockiert. Sogar an sonnigen Tagen ändert sich der Winkel der Sonne ständig, so dass es an manchen Tagen wahrscheinlich sein kann, dass das Panel nicht senkrecht steht, es jedoch sehr schwierig ist, das Panel selbst an den besten Tagen perfekt senkrecht zu halten.
Das ist vergleichbar mit einem Athleten, der auf einer ideal windstillen Strecke seine beste Leistung erbringt, dann aber mit Wind, Regen und schlechtem Untergrund konkurrieren muss und sich dadurch seine Leistung ändert.
Dadurch beträgt die tatsächliche Ausgangsleistung des Panels selten 1 Kilowatt.
Zweiter Punkt: Spitzensonnenscheinstunden
Dies ist das Schlüsselkonzept zum Verständnis der Solarstromerzeugung.
Unabhängig davon, ob die Bedingungen gut sind, scheint die Sonne vierundzwanzig Stunden am Tag nicht mit voller Intensität, wir haben jeden Tag von Sonnenaufgang bis Sonnenuntergang eine intermittierende Intensität der Sonnenstunden.
Aus diesem Grund verwenden wir das Konzept der „Peak Sunshine Hours“.
Im Grunde wandelt es die gesamte tagsüber empfangene Sonnenenergie in das Sonnenenergieäquivalent einer Anzahl von Stunden voller Sonneneinstrahlung um (dh 1000 Watt/m² gemäß STC).
Beispielsweise entspricht die Sonnenenergie an einem bestimmten Tag an einem bestimmten Ort 4 Stunden voller Sonne. Das sind 4 Spitzensonnenscheinstunden.
Die theoretische Stromerzeugung für Ihr mit 1 kW-beschriftetes Panel an diesem Tag beträgt also:
1 kW × 4 Stunden=4 Kilowatt-Stunden (4 kWh)
Dies bedeutet nicht, dass das Panel nur 4 Stunden lang in Betrieb ist, sondern dass die Schwankung des verfügbaren Sonnenlichts einem 4-stündigen Betrieb mit voller Leistung entspricht.
Dritter Punkt: Systemverluste liegen vor
Die oben berechneten 4 kWh sind theoretisch. Bis der Strom den Zähler Ihres Hauses erreicht, hat er noch einige weitere „Kontrollpunkte“ durchlaufen, von denen jeder einzelne Verluste mit sich bringt:
Leitungsverlust: Der Strom ist vom Panel über das Kabel zum Wechselrichter und schließlich zum Zähler gewandert. Da Drähte einen Widerstand haben, verlieren sie etwas Energie durch Wärme. Je länger, dünner und minderwertiger der Draht ist, desto größer sind die Verluste.
Verlust des Wechselrichters: Das Panel erzeugt Gleichstrom, aber unsere Häuser nutzen Wechselstrom. Diese Umwandlung erfolgt durch einen Wechselrichter. Selbst die besten Wechselrichter sind nicht zu 100 % effizient-die meisten liegen bei etwa 97 % bis 98 %, was bedeutet, dass 2 bis 3 % der Energie bei der Umwandlung verloren gehen.
Temperaturverluste: Die Panels werden bei direkter Sonneneinstrahlung heiß. Die Paneltemperaturen erreichen unter Sonnenlicht und hohen Temperaturen 60 - 70Grad Celsius; Die Effizienz der Halbleitermaterialien, aus denen die Panels bestehen, nimmt mit zunehmender Temperatur ab. -Die Leistung ist mit steigender Temperatur geringer. - Dies ist ein unbestreitbares Grundgesetz der Physik. - Daher sollte die Nennleistung (NOMINALLEISTUNG) des Panels nur bei einer Umgebungstemperatur von 25 Grad Celsius berücksichtigt werden. An sehr heißen Tagen (z. B. heißen Sommertagen) kann die Leistung der Module nur 80 -90 Prozent ihrer Nennleistung betragen.
Staub und Schatten: Die Leistung einer kompletten Reihe von Solarmodulen und/oder Wechselrichtern kann durch Staub und Schatten, die Objekte wie Dächer, Bäume und andere Strukturen bedecken, erheblich beeinträchtigt werden. Um eine maximale Leistung zu gewährleisten, müssen Solarmodule regelmäßig gereinigt und gewartet werden.
Andere geringfügige Verluste: Dazu gehören schlechte Steckerkontakte, Standby-Stromverbrauch des Wechselrichters usw.
Die kombinierten Faktoren verringern die tatsächlich erzeugte Strommenge um 5 bis 15 % oder mehr. Daher werden die 4,0 kWh, die Sie theoretisch produzieren, je nach Auslegung und Installation der Anlage möglicherweise nur auf Ihrem Haushaltszähler als 3,6–3,8 kWh angezeigt. Wenn eine Anlage nicht richtig ausgelegt oder falsch installiert ist, entstehen größere Verluste als oben aufgeführt!
Sonnenkollektoren können an Effizienz verlieren, wenn sie extrem warmen Temperaturen ausgesetzt werden. Normalerweise wird dieser mit der Wärme verbundene Verlust jedoch durch die zusätzliche Einwirkung von Strahlungsenergie oder Sonnenlicht während der Sommermonate weitgehend abgemildert. Auch wenn kältere Temperaturen im Herbst/Winter im Allgemeinen zu besseren Wirkungsgraden von Solarmodulen führen, produzieren diese aufgrund der geringeren täglichen Sonneneinstrahlung (insbesondere aufgrund kürzerer Tage und geringerer Sonnenwinkel) viel weniger Energie.
Länderunterschiede:In den Vereinigten Staaten gibt es eine große Vielfalt an regionalen Klimazonen. Regionen im Nordwesten bieten die besten Ressourcen für die Solarenergieerzeugung, einschließlich der meisten Spitzensonnenstunden, während die südlichen Regionen mit den höchsten Niederschlägen nur sehr wenige Spitzensonnenstunden vorweisen.
