Ist die Umwandlungsrate von Solarmodulen hoch? | Demuda

Marsch 12, 2024

Der Wirkungsgrad der Solarmodulumwandlung wird durch Faktoren wie Lichteinwirkung und Photoneneffizienz bestimmt, wobei unterschiedliche Materialien zu unterschiedlichen Wirkungsgraden führen.

Derzeit werden Solarmodule überwiegend in zwei Typen eingeteilt: multikristallines Silizium und monokristallines Silizium. Der Produktionsprozess für Silizium beginnt mit Quarzerz, führt über Silizium in Industriequalität, dann zu multikristallinem Silizium und schließlich zu monokristallinem Silizium, das typischerweise mithilfe eines Kristallziehverfahrens in einem Einkristallofen gezüchtet wird. Obwohl durch Zonenschmelzen auch monokristallines Silizium erzeugt werden kann, führt es oft zu höheren Versetzungsdichten, wodurch gezogenes monokristallines Silizium besser für die Herstellung von Halbleiterbauelementen geeignet ist. Monokristalline Solarzellen zeichnen sich durch eine hohe Umwandlungseffizienz und Stabilität aus, sind jedoch im Vergleich zu multikristallinen Solarzellen teurer. Multikristalline Solarzellen hingegen haben geringere Kosten, aber einen geringfügig geringeren Umwandlungswirkungsgrad als monokristalline Solarmodule.

Bei ausreichender Sonneneinstrahlung:

Multikristallines Silizium hat einen Lichtumwandlungswirkungsgrad von 6 % bis 10 %.

Monokristallines Silizium weist einen Lichtumwandlungswirkungsgrad von über 15 % auf.

So messen Sie die Leistung eines Solarmoduls genau:

1. Die Standardlichtintensität bezieht sich auf AM1,5 (1000 W/m²), wobei die Modultemperatur bei 25 °C gehalten wird. Idealerweise sollte ein professioneller Solar-Photovoltaik-Tester verwendet werden.

2.Zu den zu messenden Parametern gehören Pw, Vop, Iop, Voc und Isc.

3. Berechnen Sie den Wirkungsgrad, indem Sie die Leistungsabgabe des getesteten Solarpanels durch seine Fläche dividieren und das Ergebnis dann durch 1000 dividieren. Wenn ein Solarpanel beispielsweise 5 Watt Leistung produziert und eine Fläche von 0,03 Quadratmetern hat, würde sein Wirkungsgrad betragen wie folgt berechnet werden: 5 / 0,03 / 1000 = 0,167 oder 16,7 %. Das bedeutet, dass das Panel 16,7 % der Energie von 1000 Watt pro Quadratmeter Sonnenlicht in elektrische Energie umwandelt.

Ob die Effizienz als hoch angesehen wird, hängt von der Perspektive und dem Bezugspunkt ab. Im Vergleich zu vor einem Jahrzehnt haben sich die aktuellen Wirkungsgrade tatsächlich erheblich verbessert. Einige Forschungsbereiche stoßen an ihre theoretischen Grenzen, sodass die heutigen Effizienzen aus dieser Sicht relativ hoch erscheinen. Unter dem Gesichtspunkt des menschlichen Entdeckergeists und des technologischen Potenzials oder unter Berücksichtigung der Marktanforderungen können die aktuellen Konversionsraten jedoch niedrig erscheinen.

Fortschritte in der Materialwissenschaft versprechen bedeutende Durchbrüche, und es wird erwartet, dass Solarzellen der nächsten Generation – wie Dünnschicht-Solarzellen der dritten Generation und Solarzellen aus stark korrelierten elektronischen Materialien der vierten Generation – letztendlich die Umwandlungseffizienz im Vergleich zu Silizium-Solarzellen der ersten Generation verdoppeln werden. basierte Dünnschicht-Silizium-Solarzellen der zweiten Generation. Es könnten sogar noch weitere bahnbrechende Technologien in Sicht sein, die nicht nur eine höhere Effizienz, sondern auch ein besseres Preis-Leistungs-Verhältnis bieten. Für Interessierte gibt es umfassende Daten zu den historischen und aktuellen Umwandlungseffizienzaufzeichnungen aller globalen R&D-Teams in verschiedenen Forschungsrichtungen.

Vereinfacht ausgedrückt ist die Umwandlungseffizienz von Sonnenkollektoren derzeit nicht sehr hoch – die Abdeckung eines halben Daches mit Sonnenkollektoren reicht kaum aus, um Haushaltsbeleuchtung oder Kleingeräte zu versorgen. Es sind jedoch Wirkungsgrade um die 35 % erreichbar.

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