Hefur hreyfing sólarorku áhrif á orkuframleiðslu?

Sólarorka gæti virst eins og ekkert-hei – sólin er alltaf til staðar, ekki satt? En hvernig sólin hreyfist skiptir miklu máli fyrir hversu mikinn safa spjöldin þín gera. Þetta er eins og dans: hvar sólin er ræður hvenær og hvar þessir geislar lenda á spjöldum þínum, sem breytir orku þinni. Við skulum athuga hvernig þessi sólardans breytir hlutunum fyrir kraftinn þinn.

Sólarrafhlöður virka með því að breyta ljósi í rafmagn. Þegar ljós lendir á spjaldinu fær það rafeindir til að hreyfast og þessi hreyfing skapar rafstraum. Skilvirkni þessarar umbreytingar er háð skilyrðum sem innihalda sólarstöðu, ljósstyrk og lengd útsetningar.

Hæfni sólarrafhlöðu tengist sjónarhorni sólarljóss sem kemur inn. Til dæmis mun þak sem snýr í suður fá meira sólarljós um hádegi samanborið við flatt þak.

Styrkur sólarljóssins nær hámarki þegar sólin er hæst, sem er venjulega um miðjan dag. Aðstæður í andrúmsloftinu, eins og skýjahula eða reykjarmökkur, geta dreift sólarljósi, sem gæti dregið úr orkuframleiðslu um um 30%.

Svalur fróðleikur: Sólin sendir um 1.360 vött á fermetra út í andrúmsloftið. Þegar það berst framhjá andrúmsloftinu og rykinu til að ná húsinu þínu, er það meira eins og 1.000 vött.

Sólin virðist hreyfast um 15 gráður á klukkutíma fresti því, þú veist, jörðin snýst. Sólkerfi gera venjulega eitt af tvennu til að halda í við:

Einása rekja spor einhvers: Þessi spjöld snúa frá austri til vesturs. Þeir eru góðir til að fá um 20–30% meiri orku en ef þeir væru bara fastir á einum stað.

Dual-Axis Trackers: Þessir hreyfa sig til að ná sólinni á hverjum degi og yfir árstíðirnar. Þeir eru æðislegir norðan eða sunnan við miðbaug þar sem leið sólarinnar breytist mikið.

Horn sólar miðað við miðbaug jarðar breytist með árstíðum.

Sólarrafhlöðukerfi framleiða meira magn af orku yfir sumarmánuðina þar sem þau hafa bein sólarljós í lengri tíma auk þess að framleiða aukið magn af orku sem stafar af hærra hitastigi af völdum móttöku orku frá sólinni. Sem dæmi eru áætlaðar 60 kílóvattstundir (kWst) framleiddar á dag með 5 kílóvatta hámarki (kWp) PV sólarorkuframleiðslukerfi í júní og um það bil 35 kWst framleitt á svipuðu kerfi í desember.

Hversu mikið sólarljós er í boði yfir vetrarmánuðina og staða sólar á himni yfir vetrarmánuðina mun hafa áhrif á hversu vel PV kerfið virkar. Til dæmis, ef umtalsvert magn af snjó safnast fyrir á yfirborði sólarrafhlöðna, gæti heildarafköst PV kerfis minnkað um næstum 50% ef snjónum væri ekki eytt.

Sólarrafhlöður halda áfram að virka jafnvel þegar það er skýjað, þó framleiðsla þeirra minnki.

Þetta er vegna þess að ský dreifa sólarljósi, sem dregur úr styrk beinna geislanna. En þessi dreifing gerir það að verkum að óbeint ljós nær enn til spjaldanna. Með þunnum skýjum gæti framleiðsla sólarplötur minnkað um helming. Til samanburðar gæti mikil skýjahula dregið úr framleiðslu niður í aðeins 10–20% af venjulegu magni.

Verkfræðingar hafa þróað fjölda lausna sem gera þeim kleift að takast á við tímabil ósamræmis sólarljóss með því að innleiða búnað eins og:

Lithium-rafhlöður til að veita auka orku þegar þörf krefur. Til dæmis, Megapack frá Tesla hefur næga afkastagetu til að veita rafmagni til um það bil 3.600 íbúða í átta klukkustundir samfleytt. Þegar þær eru paraðar saman við vindmyllur skapa sólarrafhlöður stöðugt framboð af orku vegna þess að vindrafstöðvar framleiða orku alla nóttina.

Middelgrunden vindorkuverið í Danmörku tókst að sameina vindframleiðslu með sólarorkutækni (PV) og tókst að draga úr trausti sínu á rafmagnsnetið um 70 prósent.

Hitageymsla er önnur lausn. Þetta eru stórir tankar af bráðnu salti sem eru fylltir með hitaorku sem framleidd er með sólartækni. Þegar það hefur verið fyllt með hita getur orkan verið geymd í bráðnu saltinu í allt að 10+ klukkustundir eða lengur. Þess vegna er hægt að framleiða orku á nóttunni jafnvel þótt ekki sé sólarljós í boði.

Talandi um uppfærslur, Down Under í Ástralíu, CSIRO eldaði nokkrar perovskite sólarsellur. Þessir hlutir virka jafnvel þegar það er skýjað og auka sólarorkuframleiðslu um 40%.

Sólarorka fór úr í rauninni engu í næstum 7% af afli heimsins síðan 2010! Frekar flott, ha?

Það eru samt nokkur atriði sem þarf að finna út:

Net: Stundum fer og slökknar á orku frá sólarorku, sem er erfitt fyrir raforkukerfi. Snjöll tækni og kerfi sem bregðast við orkunotkun geta hjálpað.
Endurvinnsla: Sólarrafhlöður nota eitthvað skrítið efni eins og kadmíum. Evrópa vill endurvinna flest spjöld fyrir 2030.
Góðar fréttir: Marokkó hefur þessa risastóru sólarorkuver sem knýr yfir milljón manns! Það sparar líka orku þegar sólin er ekki úti.