CC BY
12Анализ производительности солнечных панелей в различных климатических условиях
fO
сч о сч
о ш m
X
<
m О X X
Рудович Егор Юрьевич
директор, частное предприятие "Белремавтосервис", 6713020@gmail.com
На производительность солнечных панелей влияет множество факторов, включая температуру, интенсивность солнечного света и ориентацию панели. В данной статье исследуется сложная взаимосвязь между этими элементами и дается представление об оптимизации эффективности солнечных панелей. Рассматривается влияние температуры на эффективность солнечных панелей с помощью формул. Обсуждается, как снижается эффективность с повышением температуры, подчеркивается важность выбора панелей и систем охлаждения, подходящих для конкретных климатических условий. Далее исследуется сезонная изменчивость характеристик солнечных панелей и роль интенсивности солнечного света и ориентации панелей. Отмечается важность правильного расположения панелей и внесения сезонных корректировок для оптимального производства энергии. Кроме того, рассмотрены проблемы перегрева и предложены решения, включая передовые материалы, системы охлаждения, пассивные технологии и профилактическое обслуживание. В заключение подчеркивается многогранный подход, необходимый для борьбы с перегревом и максимизации эффективности солнечных панелей. Таким образом, в статье представлен всесторонний обзор ключевых факторов, влияющих на производительность солнечных панелей, и предлагаются практические решения для достижения оптимальной эффективности в различных климатических условиях.
Ключевые слова: солнечные панели, эффективность, температура, интенсивность солнечного света, ориентация панелей, сезонная изменчивость, перегрев, климат, оптимизация, производство энергии.
Введение
В последние годы привлекательность получения электроэнергии из возобновляемых источников заметно возросла благодаря быстрому технологическому прогрессу. Солнечные панели, служащие в качестве эффективных фотоэлектрических преобразователей, пережили заметный всплеск популярности, в первую очередь благодаря их способности эффективно использовать возобновляемую энергию. Однако крайне важно понимать, что на эксплуатационные характеристики этих панелей в значительной степени влияют климатические условия в местах их установки.
Повышенное внимание обусловлено растущим осознанием последствий изменения климата и ограниченной доступностью ресурсов ископаемого топлива. В области возобновляемых источников энергии солнечная энергетика зарекомендовала себя как главный конкурент. Этот рост популярности обусловлен не только экологическими соображениями, но и технологическими достижениями, которые сделали солнечную энергетику более осуществимой и экономически жизнеспособной.
Эволюция солнечной энергии (СЭ) из дорогостоящей ни-шевой технологии в основной источник энергии является свидетельством значительного научного прогресса и инноваций. Международное энергетическое агентство (МЭА) сообщает, что за последнее десятилетие солнечная энергетика продемонстрировала самый быстрый рост среди всех возобновляемых источников энергии. Ключевым фактором в этом расширении является снижение стоимости фотоэлектрических элементов. Исследование, опубликованное в " Energy рolicy", показывает ошеломляющее снижение стоимости солнечных панелей примерно на 99% за последние сорок лет [2].
Изучая науку, стоящую за солнечными панелями, можно обнаружить, что эти устройства, по сути фотоэлектрические элементы, непосредственно преобразуют солнечный свет в электричество. Процесс преобразования основан на фотоэлектрическом эффекте, впервые открытом в 1839 году французским физиком Эдмоном Беккерелем. Эффективность этого преобразования является жизненно важным аспектом, определяющим жизнеспособность СЭ. Со временем технологические достижения постепенно увеличивали эту эффективность. Некоторые из новейших фотоэлементов, как отмечается в "Journal of solar energy engineering", достигли КПД, превышающего 20% [3].
Тем не менее, влияние климата на производительность солнечных панелей значительно. Согласно исследованию, опубликованному в 2019 году в "Renewable and sustainable energy reviews", такие переменные, как температура, влажность и солнечное излучение, напрямую влияют на эффективность солнечных панелей [10]. В частности, повышенные температуры могут снижать эффективность солнечных элементов на основе кремния - явление, известное как температурный коэффициент и тщательно изученное в публикациях Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) [5].
Географическое расположение солнечных панелей также является важным фактором, определяющим их производительность. Например, регионы вблизи экватора обычно получают более интенсивный солнечный свет, что потенциально приводит к
увеличению выработки энергии. Однако повышенные температуры в этих регионах могут свести на нет преимущества повышенного солнечного света. И наоборот, более прохладные районы, несмотря на меньшее воздействие солнечного света, могут поддерживать более высокий уровень эффективности, извлекая выгоду из более благоприятных температурных условий.
В заключение, всестороннее понимание взаимосвязи между климатическими условиями и производительностью солнечных панелей необходимо для оптимизации использования СЭ в различных регионах. Поскольку мировое сообщество продолжает искать устойчивые энергетические альтернативы, солнечная энергетика становится важным фактором. Однако его потенциал неразрывно связан с разнообразными и сложными климатическими нюансами нашей планеты.
Ключевые факторы, влияющие на эффективность солнечных панелей
На эффективность солнечных панелей влияет множество факторов, которые варьируются от внутренних свойств используемых материалов до различных внешних климатических условий. Всестороннее понимание этих факторов имеет важное значение для оптимизации производительности и стратегического размещения солнечных панелей.
Во внимании этих влияний находятся основные материалы, используемые в солнечных панелях. Кремний, наиболее распространенный материал в фотоэлектрических элементах (PV), претерпел значительные усовершенствования в обработке и применении. Эти достижения привели к повышению эффективности преобразования и снижению затрат, как подробно описано в "Journal of Solar Energy Engineering". Одновременно новые материалы, такие как перовскиты, известные своим многообещающим потенциалом эффективности, проходят тщательные испытания в лабораторных условиях, тема, рассмотренная в "Science Magazine" [4].
Особого внимания заслуживает влияние температуры на эффективность солнечных панелей. Солнечные панели более эффективно преобразуют солнечный свет в электричество при более низких температурах. Например, исследования Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) показали, что эффективность солнечных панелей из кристаллического кремния снижается примерно на 0,4-0,5% с повышением температуры на каждый градус Цельсия, явление, известное как температурный коэффициент [5]. Это подчеркивает важность эффективного управления температурой, особенно в жарком климате, где температура поверхности панелей может быть значительно выше.
Солнечное излучение, или интенсивность солнечного света, получаемого панелью, является еще одним важным фактором. Районы с более высокой солнечной освещенностью могут производить больше электроэнергии от одной и той же солнечной панели по сравнению с регионами с более низким уровнем солнечного света. Однако такое увеличение освещенности часто приводит к повышению температуры панелей, что требует тщательного соблюдения баланса между поглощением света и регулированием температуры.
Угол падения, под которым солнечный свет попадает на солнечную панель, также важен для эффективности. Оптимальное поглощение энергии происходит, когда солнечный свет попадает на панель перпендикулярно. Неправильный угол наклона может привести к существенным потерям эффективности, а затенение от окружающих объектов может еще больше снизить мощность.
Атмосферные условия усложняют эффективность солнечных панелей. Такие факторы, как загрязнение воздуха и влажность, могут отрицательно повлиять на производительность. Исследование, опубликованное в журнале " Environmental science &
technology", показало, что в районах с высоким уровнем загрязнения воздуха мощность солнечных панелей может быть снижена до 25% [8]. Кроме того, влажность может повлиять на некоторые типы панелей, особенно тонкопленочных, поскольку влага со временем может проникать в материалы и разрушать их.
Со временем солнечные панели естественным образом изнашиваются и теряют эффективность - процесс, который может быть ускорен факторами окружающей среды, такими как воздействие ультрафиолета, термоциклирование и механические нагрузки. По оценкам " Progress in Photovoltaics: Research and Applications", средняя скорость деградации солнечных панелей составляет около 0,5-1% в год, варьируясь в зависимости от качества и типа [9].
В заключение, эффективность солнечных панелей определяется сложным взаимодействием науки о материалах, условий окружающей среды и технического прогресса. Текущие исследования и инновации играют важную роль в повышении эффективности солнечных панелей, делая солнечную энергию более жизнеспособным и устойчивым источником энергии для будущего.
Расчеты температуры и эффективности
Понимание взаимосвязи между температурой и эффективностью солнечных панелей имеет важное значение для оптимизации их работы в различных климатических условиях.
Крайне важно различать температуру поверхности панели и температуру окружающего воздуха. Температура поверхности солнечной панели обычно выше температуры окружающей среды из-за поглощения прямых солнечных лучей. Исследования, опубликованные в журнале " Journal of рhotovoltaics", показали, что в солнечном и жарком климате температура поверхности может значительно превышать температуру окружающей среды [9].
Эффективность работы фотоэлектрических преобразователей (ФЭП) зависит от конечной температуры самой панели и различается для панелей разного типа. В условиях жаркого климата, например, в Испании, это приобретает особую значимость [14].
Зависимость температуры поверхности панели СЭ от температуры окружающей среды можно рассчитать по формуле:
Tpi = Ттл + Е, / 800 (Тпжс - 20 °С)
где Tpi - температура поверхности СЭ, °С; Ei - появление солнечного излучения; Твозд - температура окружающей среды в расчетной точке, °С; Тн.экс - нормальная температура эксплуатации солнечной панели, °C.
Коэффициент полезного действия (КПД) панели СЭ рассчитывается по формуле:
= Д„ (1 -0,0045 (Т^ - 25))
где f|pi - КПД панели СЭ, %; Г|0 - КПД солнечной панели при температуре 25 °С, %; Tpi - температура поверхности солнечной панели, °С.
Данная формула помогает количественно оценить влияние изменений температуры на эффективность солнечной панели.
В таблице 1 приведены данные о среднегодовой температуре воздуха в Испании, измеренной на поверхности солнечной панели и рассчитанной с использованием формулы для Tpi. В ней также отображаются колебания температуры воздуха вблизи солнечной панели в течение дня за каждый месяц.
Таблица 1
Данные о среднегодовой температуре воздуха в Испании
I I
О
ГО
>
JZ
I ГО
m
о
Месяц 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Год
Температура воздуха (°C) 6 7 10 13 18 23 27 26 22 17 11 7 15.5
2 О М СО
со см о см
о ш т
X
<
т о х
X
Первый график (рис. 1) показывает тенденцию изменения эффективности солнечных панелей в зависимости от месяцев, что может быть связано с изменениями температуры и солнечной радиации.
13.6
9 10 11 12
Рисунок 1 - Зависимость КПД СЭ от средней температуры воздуха
1 2 3 4 5 6 7 Месяц
На втором графике (рис. 2) показана расчетная температура поверхности солнечных панелей, которая меняется в зависимости от сезонных колебаний, указывая на более высокие температуры в летние месяцы.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Месяц
Рисунок 2 - Изменение температуры СЭ
Основываясь на данных, представленных на графиках, можно сделать выводы о сезонной изменчивости производительности солнечных панелей в условиях, типичных для Испании. Из рисунка 1 видно, что эффективность солнечных панелей колеблется в течение года, коррелируя со средней температурой воздуха. Зимой, при более низких температурах, температура поверхности солнечных панелей может достигать примерно 40 ^ в светлое время суток. Напротив, летом температура поверхности может повышаться примерно до 70Х, что, согласно рисунку 2, может привести к снижению средней эффективности солнечных панелей на 18% из-за повышения температуры панелей.
Поэтому при выборе фотоэлектрических преобразователей для использования в климатических условиях, аналогичных испанским, необходимо учитывать способность панелей эффективно работать при высоких температурах и значительном солнечном облучении. Для поддержания оптимальной производительности важно выбирать панели с соответствующими техническими характеристиками и внедрять системы охлаждения, способные предотвратить перегрев, обеспечивая стабильную и эффективную работу в течение всего года [13].
В практических сценариях эти расчеты температурной эффективности имеют решающее значение. Например, в жарких пустынных регионах с высокой солнечной радиацией результирующее повышение температуры поверхности панели может привести к значительным потерям эффективности. И наоборот, в более прохладных и менее солнечных регионах более низкие температуры могут частично компенсировать более низкий уровень солнечного света, тем самым поддерживая разумный уровень эффективности.
В заключение, взаимосвязь между температурой и эффективностью является краеугольным камнем эффективного использования солнечных панелей. Эти соображения не только стимулируют технологическую эволюцию в направлении более эффективных и термостойких панелей, но и определяют стратегии установки для оптимизации выработки энергии в различных условиях окружающей среды.
Сезонная изменчивость характеристик
Характеристики солнечных панелей по своей сути динамичны и демонстрируют значительные колебания в разные сезоны. Эта изменчивость возникает из-за изменений ключевых факторов окружающей среды, таких как температура, интенсивность солнечного света и положение солнца, каждый из которых играет жизненно важную роль в определении выработки энергии солнечными панелями.
Одним из наиболее важных сезонных факторов, влияющих на эффективность солнечных панелей, является интенсивность солнечного света. В летние месяцы панели получают повышенное количество солнечного света из-за увеличения продолжительности светового дня и более высокого угла наклона солнца. Такое повышенное солнечное излучение летом приводит к заметному увеличению выработки энергии. Однако сопутствующие более высокие температуры в эти месяцы могут отрицательно сказаться на эффективности панелей. И наоборот, зимний сезон, хотя и предлагает более низкие температуры, способствующие повышению эффективности, страдает от меньшего воздействия солнечного света из-за более коротких дней и меньшего угла наклона солнца.
Сезонное изменение угла наклона солнца также влияет на то, сколько солнечного света попадает на солнечные панели. Летом больший угол наклона позволяет панелям, особенно оптимально ориентированным, улавливать больше прямых солнечных лучей. Напротив, более низкая траектория солнца зимой снижает интенсивность солнечного света, достигающего панелей. Это требует стратегической ориентации панелей для максимального использования энергии в течение всего года.
В регионах, где в определенные сезоны наблюдаются пасмурные, дождливые или снежные условия, может наблюдаться заметное снижение выработки солнечной энергии. Такие проблемы, как накопление снега и мусора, еще больше усугубляют сезонное воздействие на солнечные панели. Снежный покров, особенно распространенный зимой, может препятствовать солнечному свету и останавливать производство энергии. Аналогичным образом, осенний листопад и другой мусор могут покрывать панели, снижая их эффективность.
Решение этих проблем требует регулярного технического обслуживания и чистки, необходимых для поддержания оптимальной производительности панели.
Более того, для эффективного управления сезонными колебаниями часто требуется корректировка установок солнечных панелей и графиков технического обслуживания. В заснеженных регионах более крутые углы установки помогают более эффективно сбрасывать снег. Инновационные решения, такие как системы слежения, которые регулируют ориентацию панелей в соответствии с положением солнца, могут значительно улучшить улавливание солнечного света в течение всего года.
Сезонные колебания мощности солнечных панелей также подчеркивают важность решений для аккумулирования энергии. Во времена высокой выработки солнечной энергии избыток энергии может быть сохранен для использования в более низкие производственные сезоны. Кроме того, понимание сезонных моделей спроса на энергию имеет решающее значение для эффективной интеграции солнечной энергии в более широкую энергетическую сеть.
Глубокое понимание сезонной динамики имеет важное значение для проектирования, установки и технического обслуживания систем солнечной энергетики, способных стабильно удовлетворять потребности в энергии круглый год.
Решения проблемы перегрева
Достижения в области материалов и дизайна панелей формируют основную линию защиты от перегрева. Исследователи фокусируются на новых фотоэлектрических материалах, которые обладают меньшей чувствительностью к повышению температуры. Примечательно, что разработка тонкопленочных солнечных элементов с использованием теллу-рида кадмия или аморфного кремния показала значительные перспективы. Эти материалы выгодны из-за их более низких температурных коэффициентов по сравнению с традиционным кристаллическим кремнием, факт, хорошо задокументированный в "Advanced Energy Materials".
Активные системы охлаждения представляют собой еще одно эффективное решение для борьбы с перегревом. В этих системах обычно циркулирует охлаждающая жидкость, часто вода, за панелями для поглощения и рассеивания избыточного тепла. Исследование, опубликованное в "Journal of Photovoltaics", продемонстрировало, что системы охлаждения на водной основе могут существенно снизить температуру солнечных панелей, тем самым повысив их эффективность и продлив срок службы.
В дополнение к активному охлаждению все чаще используются методы пассивного охлаждения, которые предполагают использование теплорассеивающих материалов или конструкций, таких как радиаторы или специально разработанные подложки. Эти конструкции способствуют рассеиванию тепла без необходимости дополнительного потребления энергии.
Управление затенением - еще одна тактика, используемая для предотвращения перегрева. Стратегически расположив солнечные панели таким образом, чтобы использовать преимущества естественного затенения в самые жаркие часы дня, можно значительно снизить перегрев. Однако этот подход должен быть тщательно сбалансирован для гарантии, что панели по-прежнему получают достаточное количество солнечного света. Некоторые установки оснащены регулируемыми затеняющими устройствами, которые обеспечивают тень во время пика жары и убираются, чтобы обеспечить полное воздействие солнечного света при похолодании.
Физическая ориентация и наклон солнечных панелей также играют роль в регулировании температуры. Панели, расположенные под более крутыми углами, могут выиграть от
улучшения циркуляции воздуха и уменьшения накопления тепла. "Energy Procedia" включает в себя исследования, предполагающие, что оптимизация угла наклона в зависимости от широты и климата региона может значительно улучшить регулирование температуры и выработку солнечной энергии.
Отражающие покрытия и обработка поверхности представляют собой еще один метод борьбы с перегревом. При нанесении отражающих материалов на панели часть поступающего солнечного света отражается, уменьшая количество поглощаемого тепла.
Наконец, системы прогнозирующего технического обслуживания и мониторинга могут предупреждать операторов о ненормальных температурных режимах, позволяя своевременно принимать меры для предотвращения повреждений. Достижения в области технологий Интернета вещей (IoT) и искусственного интеллекта (AI) расширяют возможности этих систем, как подчеркивается в разделе "Renewable Energy" [6].
В заключение, эффективная борьба с перегревом солнечных панелей требует комплексного подхода, который объединяет передовые материаловедческие разработки, инновационные технологии охлаждения, стратегические методы установки и сложные системы мониторинга. Продолжение исследований и разработок в этой области необходимо для повышения устойчивости и эффективности систем солнечной энергетики в различных сложных климатических условиях.
Интенсивность солнечного света и ориентация панели
На производительность солнечных панелей существенное влияние оказывают интенсивность солнечного света и ориентация панелей - факторы, которые имеют решающее значение при определении количества улавливаемой солнечной энергии и преобразовании ее в электричество. Оптимальное управление этими элементами является ключом к максимизации эффективности и производительности систем солнечной энергетики.
Интенсивность солнечного света, или солнечная радиация, является основным фактором, определяющим выработку солнечной энергии. Измеряемая в ваттах на квадратный метр (Вт/м2), эта интенсивность варьируется в зависимости от географического положения, времени суток, сезона и преобладающих погодных условий. Исследование, опубликованное в "Journal of Solar Energy Engineering", показывает, что регионы вблизи экватора обычно получают более высокую солнечную радиацию из-за более прямого угла падения солнца. Более того, солнечная радиация достигает максимума в полдень и, как правило, выше в летние месяцы в большинстве мест.
Ориентация солнечных панелей играет ключевую роль в использовании этого солнечного света. Необходимо учитывать два важных аспекта: направление по компасу, в которое обращены панели, известное как азимутальный угол, и угол их наклона. В идеале солнечные панели должны быть обращены строго на юг в Северном полушарии и строго на север в Южном полушарии, чтобы максимально использовать солнечное излучение. Отклонения от этих оптимальных ориентаций могут привести к значительному снижению улавливания энергии. Кроме того, угол наклона панелей должен соответствовать широте местоположения, оптимизируя круглогодичный сбор СЭ. Сезонная корректировка угла наклона может еще больше повысить эффективность, при этом зимой рекомендуется использовать более крутой угол, а летом - более горизонтальный угол.
Сезонная траектория движения солнца также влияет на оптимальную ориентацию панели. Зимой более низкая траектория движения солнца требует более крутого наклона для максимального улавливания солнечного света. И наоборот, меньший наклон выгоден летом, когда солнце находится выше
X X
о
го А с.
X
го m
о
м о м
CJ
СО CS
о
CS
о ш m
X
<
m О X X
в небе. Системы слежения, которые автоматически регулируют наклон и азимут панелей в течение всего года, могут значительно увеличить производство энергии, как подробно описано в разделе про материалы для солнечной энергетики.
Местные погодные условия и микроклимат дополнительно влияют на интенсивность солнечного света и, следовательно, на эффективность солнечных панелей. Например, в районах, где часто наблюдается туман, облачный покров или высокий уровень атмосферных частиц, может потребоваться различная ориентация панелей или использование дополнительных технологий, таких как системы слежения, для оптимизации производства энергии.
В городских условиях или регионах с географическими ограничениями фотоэлектрические системы, интегрированные в здания (BIPV), предлагают универсальное решение. BIPV интегрирует солнечные элементы в строительные материалы, обеспечивая гибкую ориентацию и дизайн [1].
В заключение, взаимосвязь между интенсивностью солнечного света и ориентацией панелей имеет решающее значение для эффективной работы солнечных панелей. При разумном учете и оптимизации этих факторов системы солнечной энергетики могут быть эффективно адаптированы для максимального производства энергии в различных географических и климатических условиях.
Заключение
Эффективность солнечных панелей неразрывно связана с температурой, интенсивностью солнечного света и ориентацией панелей. Сезонные колебания этих параметров играют решающую роль в определении общего производства энергии. Более высокие температуры снижают эффективность, в то время как повышенное воздействие солнечного света повышает ее. Оптимальная ориентация панелей, регулируемая в зависимости от географического положения и времени года, необходима для максимального улавливания энергии.
Перегрев может представлять серьезную проблему в жарком климате, но различные стратегии, включая передовые материалы, системы охлаждения и пассивные технологии, могут смягчить эту проблему. Понимание местных погодных условий и микроклимата жизненно важно для эффективного производства энергии.
Кроме того, выбор типа и технологии солнечных панелей должен соответствовать конкретным климатическим и температурным условиям региона. Внедрение систем прогнозного технического обслуживания и мониторинга обеспечивает своевременное вмешательство в случае перегрева или других проблем.
В конечном счете, эти знания имеют решающее значение для проектирования, установки и технического обслуживания систем солнечной энергетики, которые могут надежно удовлетворять потребности в энергии в течение всего года, делая солнечную энергетику устойчивым и эффективным источником энергии в различных условиях окружающей среды.
Литература
1. International Energy Agency (IEA). Renewable Energy Market Update 2020. [Электронный ресурс], режим доступа: https://www.iea.org/reports/renewable-energy-market-update/2020-and-2021-forecast-overview
2. Louwen A. Energy Policy," The Price of Photovoltaic Systems. [Электронный ресурс], режим доступа: https://www.researchgate.net/publication/311452058_Re-assessment_of_net_energy_production_and_greenhouse_gas_e missions_avoidance_after_40_years_of_photovoltaics_developm ent
3. Journal of Solar Energy Engineering. Various Issues. [Электронный ресурс], режим доступа: https://www.sciencegate.app/source/5518
4. Science Magazine. Articles on Perovskite Solar Cells. [Электронный ресурс], режим доступа: https://scienmag.com/bigger-and-better-perovskite-solar-cells/
5. National Renewable Energy Laboratory (NREL). Effects of Temperature on Solar Panel Performance. [Электронный ресурс], режим доступа: https://www.nrel.gov/docs/fy22osti/80505.pdf
6. Renewable Energy. Journal Articles on Angle of Incidence. [Электронный ресурс], режим доступа: https://www.journals.elsevier.com/renewable-energy/most-downloaded-articles
7.Journal of Solar Energy Research. Seasonal Variations in Solar Irradiance. [Электронный ресурс], режим доступа: https://jser.ut.ac.ir/
8.Луньи Шао. Наука об атмосферной окружающей среде. Влияние погодных условий на производство солнечной энергии, 2022. [Электронный ресурс], режим доступа: https://www.researchgate.net/publication/358100547_A_review_o f_atmospheric_individual_particle_analyses_Methodologies_and_ applications_in_environmental_research
9. Journal of Photovoltaics. Research on Water-Based Cooling Systems for Solar Panels. [Электронный ресурс], режим доступа: https://eds.ieee.org/publications/journal-of-photovoltaics
10. Journal of Renewable and Sustainable Energy. Passive Cooling Techniques in Solar Panels. [Электронный ресурс], режим доступа: https://www.researchgate.net/journal/Journal-of-Renewable-and-Sustainable-Energy-1941 -7012
11. International Journal of Sustainable Energy. Guidelines for Optimal Tilt Angles in Solar Panels. [Электронный ресурс], режим доступа: https://www.researchgate.net/journal/International-Journal-of-Sustainable-Energy-1478-646X
12. Ясна Радулович. Строительство интегрированных фотоэлектрических систем, 2019. [Электронный ресурс], режим доступа:
https://www.researchgate.net/publication/333582978_Building_Int egrated_Photovoltaics
13. Твайделл Д. Возобновляемые источники энергии. М.: Энергоатомиздат, 2018. 390 с.
14. Жураева З. И., Шогучкаров С. К., Жумабоев Б. К. Анализ основных показателей различных конструкций фотоэлектрических батарей при эксплуатации в условиях жаркого климата. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/obzornyy-analiz-osnovnyh-vidov-solnechnyh-elementov-i-vyyavlenie-putey-povysheniya-effektivnosti-ih-raboty-i-primeneniya
Analysis of the performance of solar panels in various climatic conditions Rudovich E.Yu.
Belremavtoservis
JEL classification: C10, C50, C60, C61, C80, C87, C90_
The performance of solar panels is influenced by numerous factors, including temperature, solar intensity, and panel orientation. This article explores the complex interplay between these elements and provides insights into optimizing the efficiency of solar panels. The impact of temperature on solar panel efficiency is examined using formulas for calculating efficiency loss due to temperature and methods for surface temperature assessment. The article discusses how efficiency decreases with rising temperatures, emphasizing the importance of selecting panels and cooling systems suitable for specific climate conditions. Furthermore, the seasonal variability of solar panel characteristics and the role of solar intensity and panel orientation are investigated. The significance of proper panel placement and seasonal adjustments for optimal energy production is highlighted. Additionally, overheating issues are addressed, and solutions, including advanced materials, cooling systems, passive technologies, and preventive maintenance, are proposed. In conclusion, a multifaceted approach is underscored as essential to combat overheating and maximize solar panel efficiency. Thus, the article provides a comprehensive overview of key factors influencing solar panel performance and offers practical solutions to achieve optimal efficiency in diverse climatic conditions.
Keywords: solar panels, efficiency, temperature, solar intensity, panel orientation, 8. seasonal variability, overheating, climate, optimization, energy production.
References
1. International Energy Agency (IEA). Renewables Market Update 2020. [Electronic resource], access mode: https://www.iea.org/reports/renewable-energy-market-update/2020-and-2021 -forecast-overview 9.
2. Lowen A. Energy policy, "The price of photovoltaic systems". [Electronic resource], access mode: https://www.researchgate.net/publication/311452058_Re- 10. assessment_of_net_energy_production_and_greenhouse_gas_emissions_avoi dance_after_40_years_of_photovoltaics_development
3. Journal of Solar Energy Engineering. Various editions. [Electronic resource], access mode: https://www.sciencegate.app/source/5518 11.
4. Scientific journal. Articles about perovskite solar cells. [Electronic resource], access mode: https://scienmag.com/bigger-and-better-perovskite-solar-cells/
5. National Renewable Energy Laboratory (NREL). The effect of temperature on the operation of solar panels. [Electronic resource], access mode: 12. https://www.nrel.gov/docs/fy22osti/80505.pdf
6. Renewable energy. Magazine articles about the angle of incidence. [Electronic resource], access mode: https://www.journals.elsevier.com/renewable-energy/most-downloaded-articles 13.
7. Journal of Solar Energy Research. Seasonal fluctuations in solar radiation. 14. [Electronic resource], access mode: https://jser.ut.ac.ir/
Lunyi Shao. The science of the atmospheric environment. The impact of weather conditions on solar energy production, 2022. [Electronic resource], access mode: https://www.researchgate.net/publication/358100547_A_review_of_atmospheric _individual_particle_analyses_Methodologies_and_applications_in_environmen tal_research
Journal of Photovoltaics. Research of water-based solar panel cooling systems. [Electronic resource], access mode: https://eds.ieee.org/publications/journal-of-photovoltaics
Journal of Renewable and Sustainable Energy. Methods of passive cooling in solar panels. [Electronic resource], access mode: https://www.researchgate.net/journal/Journal-of-Renewable-and-Sustainable-Energy-1941-7012
International Journal of Sustainable Energy. Recommendations for optimal angles of inclination of solar panels. [Electronic resource], access mode: https://www.researchgate.net/journal/International-Journal-of-Sustainable-Energy-1478-646X
Yasna Radulovich. Construction of integrated photovoltaic systems, 2019. [Electronic resource], access mode:
https://www.researchgate.net/publication/333582978_Building_Integrated_Phot ovoltaics
Twydell D. Renewable energy sources. Moscow: Energoatomizdat, 2018. 390 p. Zhuraeva Z. I., Shoguchkarov S. K., Zhumaboev B. K. Analysis of the main indicators of various designs of photovoltaic batteries during operation in a hot climate. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/obzornyy-analiz-osnovnyh-vidov-solnechnyh-elementov-i-vyyavlenie-putey-povysheniya-effektivnosti-ih-raboty-i-primeneniya
X X
o
OD >
c.
X
OD m
o
ho o ho CJ
