Qual è una ragionevole aspettativa di efficienza nei moderni pannelli solari?

Di recente ho installato sul mio tetto un impianto solare con quattro diverse sezioni collegate a tre inverter: l'array totale comprende 56 pannelli per un totale di 13,44 kW.

Tuttavia, non vedo da nessuna parte vicino a tanta produzione, anche durante il picco della giornata. Ovviamente non mi aspetto di produrre 13 kW, poiché i pannelli non sono efficienti al 100%, ci sono nuvole, gli inverter perdono circa il 10%, ecc. Tuttavia, quali sono le aspettative ragionevoli per la produzione del sistema o un array di quelle dimensioni ?

Quello che vedo è che la produzione aumenterà abbastanza rapidamente a metà mattinata a 6,68 kW, per poi rimanere lì (a quel numero esatto) fino a tarda mattinata. Quindi salterà abbastanza rapidamente a 7,38 kW, si bloccherà per un po 'e poi fino a 7,7 kW una volta che tutti i banchi di pannelli saranno alla luce del sole, e poi rimarrà lì fino al primo pomeriggio, tuttavia, è solo il 57% di efficienza per il sistema, e questo sembra un po 'basso.

Ecco alcune domande che ho:

• Forse capisco male come funzionano i pannelli. Avevo pensato che avrebbero prodotto più energia quando il sole fosse direttamente sopra di loro, al contrario di un angolo, ma i numeri di produzione non sembrano supportarlo. È corretto?
• Ovviamente i pannelli hanno un livello di produzione massimo, ma i miei inverter potrebbero limitare la produzione totale? Se i miei pannelli producono 10 kW ma gli inverter ne possono elaborare solo 8 kW, è qualcosa che vedo accadere?

Mi rendo conto che ci sono molte variabili per ottenere il mio numero esatto di produzione ragionevole, ma mi chiedo solo cosa sia ragionevole e se è qualcosa che dovrei approfondire un po 'di più per assicurarmi che siano state impostate correttamente.

Se ti trovi nell'emisfero settentrionale, l'angolo inferiore del sole in inverno probabilmente sta contribuendo ai tuoi numeri bassi. (Quando il sole è basso nel cielo, passa attraverso più atmosfera per raggiungere il suolo.) Presumibilmente farai meglio in estate.

Inoltre, l'angolo di inclinazione dei pannelli deve essere adattato alla tua latitudine. Se i tuoi pannelli sono montati sul tetto e non sono nell'angolazione ottimale (o non sono puntati direttamente a sud), ciò ridurrebbe la tua efficienza. In ogni caso, a meno che tu non abbia pannelli di tracciamento o cambi costantemente l'inclinazione, i tuoi pannelli saranno puntati esattamente verso il sole due volte l'anno e in tutte le altre volte saranno leggermente disallineati.

Questo sito Web ha una descrizione dettagliata degli angoli di inclinazione , ma il risultato netto è che se si dispone di un array fisso con l'angolazione ottimale, si otterrà solo il 71% dell'esposizione rispetto a se si avesse un array di tracking costantemente puntato verso il sole . Se il tuo angolo non è ottimale, farai ancora peggio, ovviamente.

EDIT: Devo anche sottolineare che la tua definizione di "angolo ottimale" per un array fisso dipende da ciò che stai cercando di ottimizzare. Ci sono un paio di modi per vederlo:

1. Genera più energia possibile durante l'intero anno. Il 71% si riferisce a questa opzione.
2. Generare più energia possibile in estate, quando il consumo di elettricità può essere maggiore a causa della corrente alternata e / o l'energia può costare di più per l'acquisto dalla rete. Questo sarà un angolo più basso [array puntato più verso l'alto] di 1), poiché il sole è più alto nel cielo in estate. L'uso invernale sarà inferiore a 1).
3. Cerca di generare energia in modo uniforme durante tutto l'anno. Questo sarà un angolo più ampio [matrice rivolta più verso l'orizzonte]. Questo approccio cerca di aumentare la produzione di energia in inverno rispetto a 1), a scapito di un po 'di energia estiva.

Hai cinquantasei moduli da 240 watt. Ciascuno di essi produce 240 watt in condizioni di prova standard (STC). STC è definito come 1000 W / m ^ 2 di irraggiamento, temperatura di 25 ° C e spettro AM 1,5 G. Queste condizioni sono raramente raggiunte all'aperto. Se la temperatura è più alta o l'irradiamento è inferiore a STC, otterrai meno energia.

Di solito puoi raggiungere la temperatura del modulo di 25 ° C in pieno sole se la temperatura dell'aria è vicina al gelo, quindi a Phoenix probabilmente non otterrai mai questo. Il coefficiente di temperatura della potenza per i tuoi moduli dovrebbe essere elencato sulla scheda tecnica. Per il silicio è di circa -0,45% / ºC. Quindi quando fuori è 120ºF e i moduli funzionano a ~ 25ºC sopra, la sola temperatura farà funzionare l'array a ~ 22% al di sotto del valore nominale della targhetta, anche se tutto il resto è perfetto.

L'irradiamento a cui tieni è l'irradiamento al piano di array (POA), che è la quantità di sole che cade su un'area inclinata allo stesso angolo dell'array. Per gli standard residenziali il tuo array è assolutamente enorme. Se è tutto con un singolo angolo di inclinazione (vicino all'inclinazione della latitudine) e se è tutto con un singolo angolo di azimut (rivolto verso sud), potresti aspettarti di raggiungere quasi 1000 W / m ^ 2 di irradianza POA nella maggior parte dei giorni di sole durante tutto periodi dell'anno. Se parti diverse dell'array affrontano direzioni diverse, una di solito avrà prestazioni migliori delle altre. Se ciò non viene preso in considerazione durante la progettazione utilizzando più inverter o un inverter a più stringhe, si potrebbe perdere energia a causa di questa mancata corrispondenza. E, come altri hanno già detto, se l'angolo di azimut non è dovuto a sud e l'angolo di inclinazione non è vicino all'inclinazione di latitudine, si '

Hai anche sottolineato correttamente che anche solo collegare i moduli tra loro e ad un inverter può ridurre ulteriormente la potenza. Se uno dei moduli è parzialmente ombreggiato, si perde più energia rispetto alla sola frazione ombreggiata. Se l'inverter è sottodimensionato o funziona a temperature molto elevate, ridurrà la quantità prodotta producendo i moduli più lontano dal loro punto di massima potenza. Puoi verificare la capacità del tuo inverter sulla sua scheda tecnica. Se è inferiore alla potenza nominale totale dell'array, rispedirlo.

Utilizzare questo sito per vedere le condizioni di temperatura e irraggiamento a Phoenix. Tieni presente che dovrai calcolare l'irradianza POA dai valori di irradianza diretta e orizzontale indicati qui.

Usa questa pagina per calcolare la posizione del sole. Se si inseriscono la rotazione dell'azimut superficiale e gli angoli di inclinazione della superficie, è possibile ottenere l'angolo di incidenza tra il sole e l'array.

Sembra un po 'basso ma non pazzo. Ho un array di 3,3 kW CC sul mio tetto e durante le ore di punta della giornata posso ottenere 2,7 kW CA dopo l'inverter, ovvero circa l'80% di efficienza. Vivo però nella California del Nord, dove puoi trascorrere giornate fresche e soleggiate in estate.

Dato che sei negli Stati Uniti, una cosa che dovresti dare un'occhiata è il calcolatore PVWatts . Questo piccolo strumento prenderà molti dati da te come dimensioni del pannello, efficienza nominale, angolo installato, efficienza dell'inverter, ecc. E quindi farà un riferimento incrociato con i dati solari storici per la tua posizione specifica (latitudine / longitudine) per darti un preventivo di quanto dovresti generare mese per mese. È probabilmente lo strumento più accurato disponibile. Se non ti trovi in ​​quel campo da baseball, potrebbe essere il momento di parlare con i tuoi installatori.