Η κίνηση της ηλιακής ενέργειας επηρεάζει την παραγωγή ενέργειας;

Η ηλιακή ενέργεια μπορεί να φαίνεται σαν μια-κακή - ο ήλιος είναι πάντα εκεί, σωστά; Αλλά το πώς κινείται ο ήλιος έχει μεγάλη σημασία για το πόσο χυμό βγάζουν τα πάνελ σας. Είναι σαν χορός: όπου είναι ο ήλιος αποφασίζει πότε και πού αυτές οι ακτίνες χτυπούν τα πάνελ σας, κάτι που αλλάζει την ενέργειά σας. Ας δούμε πώς αυτός ο χορός του ήλιου αλλάζει τα πράγματα για τη δύναμή σας.

Τα ηλιακά πάνελ λειτουργούν μετατρέποντας το φως σε ηλεκτρική ενέργεια. Όταν το φως χτυπά το πλαίσιο, κάνει τα ηλεκτρόνια να κινούνται και αυτή η κίνηση δημιουργεί ηλεκτρικό ρεύμα. Η αποτελεσματικότητα αυτής της μετατροπής εξαρτάται από συνθήκες που περιλαμβάνουν τη θέση στον ήλιο, την ένταση φωτός και τη διάρκεια έκθεσης.

Η ικανότητα του ηλιακού πάνελ σχετίζεται με τη γωνία του εισερχόμενου ηλιακού φωτός. Για παράδειγμα, μια στέγη που βλέπει νότια θα αποκτήσει περισσότερο ηλιακό φως το μεσημέρι σε σύγκριση με μια επίπεδη στέγη.

Η ισχύς του ηλιακού φωτός κορυφώνεται όταν ο ήλιος βρίσκεται στο υψηλότερο σημείο του, που είναι συνήθως γύρω στο μεσημέρι. Οι ατμοσφαιρικές συνθήκες, όπως η νεφοκάλυψη ή η αιθαλομίχλη, μπορούν να διασκορπίσουν το ηλιακό φως, γεγονός που θα μπορούσε να μειώσει την παραγωγή ενέργειας κατά περίπου 30%.

Cool Tidbit: Ο ήλιος στέλνει περίπου 1.360 Watt ανά τετραγωνικό μέτρο στην ατμόσφαιρα. Μόλις προσπεράσει την ατμόσφαιρα και τη σκόνη για να χτυπήσει το σπίτι σας, είναι περισσότερο σαν 1.000 Watt.

Ο ήλιος φαίνεται να κινείται περίπου 15 μοίρες κάθε ώρα επειδή, ξέρετε, η Γη περιστρέφεται. Τα ηλιακά συστήματα κάνουν συνήθως ένα από τα δύο πράγματα για να συμβαδίσουν:

Single-Axis Trackers: Αυτά τα πάνελ στρίβουν από ανατολή προς δύση. Είναι καλά για να παίρνουν περίπου 20-30% περισσότερη ενέργεια από ό,τι αν ήταν απλώς κολλημένοι σε ένα σημείο.

Διπλοί-Αξονικοί ανιχνευτές: Αυτά κινούνται για να πιάσουν τον ήλιο κάθε μέρα και κατά τη διάρκεια των εποχών. Είναι φοβερά βόρεια ή νότια του ισημερινού όπου η διαδρομή του ήλιου αλλάζει πολύ.

Η γωνία του ήλιου σε σχέση με τον ισημερινό της Γης αλλάζει ανάλογα με τις εποχές.

Τα συστήματα ηλιακών συλλεκτών παράγουν μεγαλύτερες ποσότητες ενέργειας τους καλοκαιρινούς μήνες καθώς έχουν άμεσο ηλιακό φως για μεγαλύτερες χρονικές περιόδους εκτός από την παραγωγή αυξημένης ποσότητας ενέργειας που προκύπτει από τις υψηλότερες θερμοκρασίες που προκαλούνται από τη λήψη ενέργειας από τον ήλιο. Για παράδειγμα, υπολογίζεται ότι παράγονται 60 κιλοβατώρες (kWh) την ημέρα με χρήση φωτοβολταϊκού συστήματος παραγωγής ηλιακής ενέργειας αιχμής 5 κιλοβάτ (kWp) τον Ιούνιο και περίπου 35 kWh που παράγονται σε ένα παρόμοιο σύστημα τον Δεκέμβριο.

Το πόσο ηλιακό φως είναι διαθέσιμο κατά τους χειμερινούς μήνες και η θέση του ήλιου στον ουρανό κατά τους χειμερινούς μήνες θα επηρεάσει το πόσο καλά λειτουργεί το Φ/Β σύστημα. Για παράδειγμα, εάν μια σημαντική ποσότητα χιονιού συσσωρευτεί στην επιφάνεια των ηλιακών συλλεκτών, η συνολική απόδοση ενός φωτοβολταϊκού συστήματος θα μπορούσε να μειωθεί σχεδόν κατά 50% εάν το χιόνι δεν είχε καθαριστεί.

Τα ηλιακά πάνελ συνεχίζουν να λειτουργούν ακόμα και όταν έχει συννεφιά, αν και η απόδοση τους είναι μειωμένη.

Αυτό συμβαίνει επειδή τα σύννεφα διασκορπίζουν το ηλιακό φως, γεγονός που μειώνει τη δύναμη των άμεσων ακτίνων. Αλλά αυτή η σκέδαση επιτρέπει σε κάποιο έμμεσο φως να φτάσει ακόμα στα πάνελ. Με λεπτά σύννεφα, η παραγωγή ηλιακού πάνελ μπορεί να μειωθεί κατά το ήμισυ. Συγκριτικά, η έντονη νέφωση θα μπορούσε να μειώσει την παραγωγή σε μόλις 10-20% της συνήθους ποσότητας.

Οι μηχανικοί έχουν αναπτύξει μια σειρά από λύσεις που τους επιτρέπουν να αντιμετωπίζουν περιόδους ασυνεπούς ηλιακής ακτινοβολίας εφαρμόζοντας εξοπλισμό όπως:

Μπαταρίες ιόντων λιθίου-για να παρέχουν επιπλέον ενέργεια όταν χρειάζεται. Για παράδειγμα, το Megapack της Tesla έχει αρκετή χωρητικότητα για να παρέχει ρεύμα σε περίπου 3.600 κατοικίες για οκτώ συνεχόμενες ώρες. Όταν συνδυάζονται με ανεμογεννήτριες, τα ηλιακά πάνελ δημιουργούν μια συνεχή παροχή ενέργειας λόγω του γεγονότος ότι οι ανεμογεννήτριες παράγουν ενέργεια όλη τη νύχτα.

Το αιολικό πάρκο Middelgrunden στη Δανία συνδύασε επιτυχώς την αιολική παραγωγή με φωτοβολταϊκά (PV) ηλιακή τεχνολογία και κατάφερε να μειώσει την εξάρτησή του από το ηλεκτρικό δίκτυο κατά περίπου 70%.

Η θερμική αποθήκευση είναι μια άλλη λύση. Πρόκειται για μεγάλες δεξαμενές λιωμένου αλατιού που είναι γεμάτες με θερμική ενέργεια που παράγεται από την ηλιακή τεχνολογία. Μόλις γεμίσει με θερμότητα, η ενέργεια μπορεί να περιοριστεί στο λιωμένο αλάτι για έως και 10+ ώρες ή περισσότερο. Επομένως, η ενέργεια μπορεί να παραχθεί τη νύχτα ακόμα κι αν δεν υπάρχει διαθέσιμο ηλιακό φως.

Μιλώντας για ενημερώσεις, το Down Under στην Αυστραλία, το CSIRO μαγείρεψε μερικά ηλιακά κύτταρα περοβσκίτη. Αυτά τα πράγματα λειτουργούν ακόμη και όταν έχει συννεφιά και αυξάνουν την ηλιακή ισχύ κατά 40%.

Η Solar's εκτινάχθηκε από το μηδέν σχεδόν στο 7% της παγκόσμιας ισχύος από το 2010! Πολύ ωραίο, ε;

Ωστόσο, υπάρχουν μερικά πράγματα που πρέπει να καταλάβουμε:

Δίκτυα: Μερικές φορές η ισχύς από την ηλιακή ενέργεια συνεχίζει και σβήνει, κάτι που είναι δύσκολο για τα δίκτυα ισχύος. Η έξυπνη τεχνολογία και τα συστήματα που αντιδρούν στη χρήση ενέργειας μπορούν να βοηθήσουν.
Ανακύκλωση: Οι ηλιακοί συλλέκτες χρησιμοποιούν μερικά άχρηστα πράγματα όπως το κάδμιο. Η Ευρώπη θέλει να ανακυκλώσει τα περισσότερα πάνελ μέχρι το 2030.
Καλά νέα: Το Μαρόκο έχει αυτή την τεράστια ηλιακή εγκατάσταση που τροφοδοτεί πάνω από ένα εκατομμύριο ανθρώπους! Εξοικονομεί ενέργεια και όταν ο ήλιος δεν είναι έξω.