光伏发电和温度有关吗?
光伏电池是利用半导体材料的光伏效应将太阳光能直接转换为电能的一种非机械装置。
对于硅半导体来说,在室温下要从其原子上把电子“撞”下来大约需要1.11电子伏特。这就意味着只有被吸收的能量高于该能量的光子才能激发电子并产生电流。如果某个光子的能量为1.7电子伏特,而从硅原子上“撞”下一个电子所需的能量为1.11电子伏特,那么剩余的那部分能量(0.59电子伏特)就会以热量的形式损失掉。当然,还有其他的产热因素会影响发电效率。其后果就是,这些因素协同作用,加热了太阳能电池组件,使其温度高于环境温度。
实际上,太阳能电池板温度高,同样的光照条件下产生的能量会减少。随着温度的升高,尽管短路电流(光伏电池正负极短路时的电流)基本不变或略有增加,但是开路电压(光伏电池正负极开路时的电压)会降低不少,几乎呈线性关系。这样的后果就是光伏电池转换效率降低,输出功率下降。光伏电池的标准测试温度为25℃,如果太阳板的温度达到60℃以上,输出功率的降低是不容忽视的。一般来说,硅基光伏电池组件每升高1℃,短路电流会增加0.04%,开路电压会降低0.4%。不过,尽管在同样的光照条件下,温度的升高会让转换效率有所降低,但在火热的夏季,得益于阳光充足而收获的电量还是会比其他季节多。
酷暑盛夏,我们该如何为光伏电池降温呢?加一个遮阳伞如何?不可!道理很简单,没有了光的照射,光伏发电就成空。要不来点“防晒霜”?也不成!采用物理性防晒,无异于减少了对光的吸收;而采用化学性防晒,也无助于温度的降低。
对于屋顶太阳能面板来说,采用自然通风冷却是一个经济实用的方法。如安装时在屋顶表面和面板之间留有一定的间隙,从而允许气流对面板进行冷却。但要避免树叶等杂物进入间隙之中,以防因气流不畅而导致温度过高。
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