離網太陽能 : 太陽能電池板產生多少能量？ - 獲得自由能源

太陽能輸出

潛在的太陽能電池板所有者幾乎總是知道他們想要產生多少電力。也許這是他們家庭能源需求的 100% 或僅 50%，但有幾個因素會影響太陽能電池板的發電能力。幾十年來，太陽能電池板一直被用於從陽光中產生能量。太陽能電池板技術在過去幾十年中發展迅速，提高了效率並降低了成本。隨著太陽能成本逐年下降，家庭和企業主在他們的財產上安裝太陽能電池板變得越來越可行。太陽能電池板的工作原理是允許稱為光子的光粒子將電子從其分子核中敲出。當這種情況發生時，就會產生電流，然後將其作為電能加以利用和存儲。當光照射到稱為光伏電池的設備時，所有這些都會發生。太陽能電池板由成百上千個這樣的電池組成，一個太陽能電池板由多個太陽能電池板組成。這些陣列連接到現有的電網，允許正確引導產生的能量。要真正描述太陽能電池板可以產生多少電力，您必須首先考慮所使用的電池板技術類型。如果您要找到一家太陽能供應商並查看他們的產品，您很可能會遇到兩種類型的太陽能電池板：多晶與單晶。

當我們談論太陽能發電時，我們只是指將陽光轉化為電能所獲得的能量（以瓦為單位）。轉換可以通過光伏、聚光太陽能或兩者的結合來完成。太陽能電池板產生多少功率的問題經常被問到。許多人仍然不確定他們的太陽能電池板產生多少能量。雖然它總是顯示在面板上，但您可以隨時檢查。了解該數字是如何得出的也很重要。太陽能發電不是一個獨特的組成部分。相反，它是各種因素和要素組合的結果。光伏電池在轉換太陽能後產生的能量稱為太陽能電池板電。

影響太陽能電池板產生能量的因素

太陽能電池板的效率等級決定了有多少陽光照射到面板上被轉化為電能。高效率不代表優越；它只是意味著太陽能電池板佔用的空間更少。除非太陽能電池板的空間非常小，否則效率通常不是主要問題。通常的太陽能電池板效率等級在 14% 到 18% 之間。這聽起來可能不多，但這個平均值將在正常的屋頂空間中產生足夠的能量。除了太陽能電池板的效率和尺寸外，其他因素也會影響太陽能電池板的發電量。住在亞利桑那州會讓你暴露在比住在中西部更多的太陽輻射下。天氣和季節變化也會對太陽能輸出產生影響。太陽與太陽能電池板的角度因一天中的時間和季節而異。陰雨天也會降低陽光收集的效率。了解這些因素中的每一個如何影響發電量可以讓我們確定每個太陽能電池板可以產生多少電力：

太陽能電池板尺寸

影響發電量的第一個也是最明顯的因素是太陽能電池板的尺寸。根據基本邏輯，太陽能電池板越大，它可以吸收的陽光越多，從而產生的電力也就越多。當您仔細檢查太陽能電池板時，您會發現它被分成多個由電線連接的小電池板/電池。這些小電池作為獨立的面板，在其中轉換電力。另一方面，電纜充當電力到達接線盒的導管。因此，太陽能電池板中的電池越多，產生的能量就越多。這歸結為這樣一個事實，即在其他因素保持不變的情況下，面板越大，轉換的太陽能量就越大。

陽光量

這個應該不用說了。陽光越多，面板吸收的太陽輻射就越多，從而產生更多的能量。要回答太陽能電池板產生多少能量的問題，您必須考慮陽光的強度和持續時間如何影響生產。太陽能電池板可以吸收太陽輻射並將其轉化為電能。因此，如果沒有陽光，太陽能電池板將不會產生任何東西。這就是為什麼，與其在房屋內安裝太陽能電池板，不如將它們安裝在可以接收陽光直射的屋頂上。雖然太陽能電池板即使在雲層覆蓋太陽的情況下也能吸收太陽輻射，但最好是接收陽光直射。陰影可能是太陽能的敵人。由於太陽能電池板的設計方式，即使一個面板上的少量陰影也會導致所有其他面板停止產生太陽能。太陽能電池串聯連接，將在最弱電池的電流水平下運行；如果一個太陽能電池被遮擋，所有其他電池的輸出都會受到影響。在決定放置太陽能電池板的位置時，請進行陰影分析以確保在日照高峰時段沒有陰影落在太陽能電池板陣列上。這可能需要移除幾棵樹。

溫度

高溫會顯著降低太陽能電池板的功率輸出。較高的溫度會增加半導體的導電性，使材料內的電荷變得平衡，降低電場的大小，抑制電荷分離，並降低電池兩端的電壓。熱量可以將輸出減少 10% 到 25%，具體取決於它所在的位置。有幾種方法可以處理建築環境中的高溫。在離屋頂幾英寸的安裝系統上安裝太陽能電池板，以允許空氣流通，這將有助於冷卻它們。使用專為在更熱的氣候中提高效率而設計的太陽能電池板。為了盡量減少熱量吸收，請確保面板由淺色材料製成。逆變器和組合器可以重新放置在陣列後面的陰影區域中。

太陽能電池板材料

影響太陽能電池板發電量的另一個重要因素是用於製造太陽能電池板的材料。太陽能電池板由不同的公司使用各種材料製造，每種材料的效率水平各不相同。由於這些材料的效率不同，一些面板可能會產生比其他面板更多的功率，儘管它們的尺寸相同並且暴露在相同的陽光下。太陽能電池板有多種材料，但最常見的兩種是單晶電池板和多晶矽電池板。單晶面板效率很高，但生產成本高，採購成本高。另一方面，多晶矽電池板的成本要低得多，儘管它們效率較低並且會產生更多的廢物。

太陽能電池板的放置

屋頂面板的位置也會對生產產生重大影響。放置面板的最佳方向是朝南，其次是西，然後是東。在某些情況下，朝北的屋頂可以提供足夠的產量，使安裝面板變得有價值，但並不總是建議朝北的角度。雖然您無法調節每個角度位置有多少可用的屋頂空間，但您可以明智地利用可用的屋頂空間來最大化太陽能電池板的輸出。太陽能電池板的傾斜也會影響電池板的整體性能。由於夏季太陽較高而冬季較低，因此您最好每年都可以調整面板的傾斜度。另一方面，跟踪太陽的系統成本更高，並且由於存在移動部件而需要維護。每個固定傾斜系統都有一個最佳角度，可以充分利用每個季節，雖然幾度可能不會在一年內對效率產生顯著影響，但係統生命週期內的差異可能會大得多.

緯度

緯度對太陽能係統的生產也有重大影響。由於地球自轉時會傾斜，因此安裝在高緯度地區的太陽能電池板全年生產的太陽能電池板會減少。與西南地區的房主相比，美國東北部使用太陽能的房主需要更大的太陽能電池板來抵消他們的賬單。除非您願意搬遷，否則除了適當地計劃減少產量和尺寸外，您無法提高太陽能電池板在緯度方面的性能。

天氣如何影響太陽能電池板的能源生產？

氣候也會對系統的性能產生重大影響。例如，人們普遍認為面板在寒冷環境中產生的熱量較少。事實上，反之亦然。熱量是效率的敵人，寒冷的環境可以幫助防止太陽能係統過熱和失去效率。雪也是反射性的，會聚集陽光，增加整體輻照度。只要您不讓雪掩埋您的面板，寒冷的環境將對您的系統大有裨益。在構建太陽能係統以滿足您的能源需求時，了解您的氣候如何在不同季節影響您的系統至關重要。如果您購買以 25% 運行的 100W 太陽能電池板，您可以期望在晚春和初秋之間晴朗的日子產生 25W。在陰天和冬天，天氣可能會減少這一數量，因為陽光不那麼強烈，而且每天的日照時間更少。在確定特定應用所需的面板或太陽能電池陣列的尺寸時，您的計算應基於面板以 70% 的效率每天運行 5 小時；這確保您可以全年生產所需的能源。任何妨礙您的面板和太陽的東西，無論是天空中的烏雲、地面上的霧氣，還是附近樹木的陰影，都會最大限度地減少系統產生的太陽能量。然而，正如您在陰天會被曬傷一樣，您的面板可能仍在發電，這取決於雲層的密度。根據云彩掠過您系統的頻率，在部分多雲的日子裡，您的產量可能會下降 10% 到 25%。然而，一種被稱為“雲邊緣”效應的效應可以真正放大陽光，導致發電量的短暫增加。當蓬鬆的積雲從太陽前面經過時，細密的邊緣就像放大鏡一樣，會產生更強的陽光照射到您的面板上！

太陽能電池板會在雨雪中運行嗎？

雖然雨本身不會影響面板，但雨雲很可能會降低您的輸出。另一方面，偶爾的暴雨可能有利於太陽能電池板的輸出，因為它是清潔電池板的一種輕鬆、安全的方式。持續的暴雨可防止一層污垢或灰塵覆蓋面板並阻擋光線，從而可能降低輸出。雖然它還不是一個廣泛可用的選擇，但科學家們正在研究一種新型太陽能電池板，即使下雨也能發電。這些太陽能電池被稱為混合太陽能電池板，從太陽和雨水中收集能量。當雨水落在面板上時，撞擊力會轉化為電能。當天氣晴朗時，它們的功能類似於傳統的太陽能電池板（但目前效率仍然較低）。與雨水不同，雪不會積聚在面板上並阻擋光線，除了雲覆蓋之外，還會影響生產。畢竟，任何阻止陽光照射在您的面板上的東西都會阻止面板發電。即使是大雪，根據暴風雪後的天氣和麵板的傾斜度，也會立即融化並從面板上滑落。儘管太陽能依賴於太陽，但它仍然是多雲、多雨或多雪地區的許多住宅、企業和農場的絕佳選擇。

太陽能電池板每平方英尺可以產生多少能量？

這個問題的反面通常是我需要多少平方英尺的屋頂空間來安裝足夠的太陽能電池板來產生足夠的能量來消除我的電費。這是太陽能電池板效率變得最重要的點。在將太陽能電池板額定為特定瓦數之前考慮效率，因此如果您購買（或面臨購買選擇）兩個不同的太陽能電池板，每個 6kW，它們每年將產生相同數量的能量，如果所有其他因素都是平等的。另一方面，更高效的太陽能電池板可以更小，每平方英尺產生更多的能量。有兩種計算每平方英尺太陽能發電量的方法。第一步是檢查特定太陽能電池板每平方英尺可能的最大瞬時太陽能發電量。

對於尺寸為 64 英寸 x 39 英寸（1.61 平方米或 17.31 平方英尺）的 300 瓦太陽能電池板，STC 每平方英尺的峰值瞬時發電量為每平方英尺 14.58 瓦。在計算太陽能電池板每英尺每年產生的能量時，您必須考慮的不僅僅是電池板的規格；您還必須考慮安裝面板的氣候條件。住宅太陽能電池板通常在 260-330 瓦範圍內出售，因為它們必須被提升到屋頂上並由安裝人員處理，這是可以安全處理的最大實用尺寸。這些是每個面板有 60 個單元格。 72 塊太陽能電池板的銷售功率範圍為 340-400 瓦，由於它們很重且安裝人員難以搬運，因此使用頻率較低。

面板內部太陽能電池的效率對面板的功率輸出有多大影響？

審查太陽能的客戶經常誤解太陽能電池板效率的含義和重要性，而優質電池板製造商有時會濫用這種誤解。需要注意的關鍵點是，在對電池板的瓦數和輸出進行評級時會考慮太陽能電池板的性能，因此如果所有其他太陽能電池板特性都相同，則具有較低效率電池的 280 瓦電池板將在與另一個具有更高效面板的 280 瓦面板相同的條件。一些高效面板製造商聲稱他們的面板產生的能量遠遠超過相同瓦數的基本面板，但這種說法通常被誇大了，以證明極高的面板價格是合理的。一些聲稱效率非常高的製造商保證，他們的面板可能比他們聲稱的在可保證事件發生之前的效率低 3%。