Kiel alta temperaturo afektas la operacon de sunĉelo, kaj kio povas esti farita por ĝin plibonori?

Efekto de alta temperaturo sur la efikeco de fotoceluloj

Malpliiĝo de konverta efikeco

Por plej multaj fotoceluloj (kiel kristalaj siliciakvumaj fotoceluloj), ilia konverta efikeco malpliiĝas kiam la temperaturo pligrandigas. Tio estas ĉar je altaj temperaturoj, la internaj ecoj de duongenerantaj materialoj, kiel silicio, ŝanĝiĝas. Kiam la temperaturo pligrandigas, la larĝo de la zono inter bandoj de la duongeneranto malpliiĝas, rezultante en pli da generado de portiloj (elektron-ĉimero paroj) sub intrinseka eksitado. Tamen, la probabloj de rekompono de tiuj ĉi pliaj portiloj ankaŭ pligrandigas, rezultante en relativa malpliiĝo de la nombro de efektivaj portiloj kiuj povas esti kolektitaj al la elektrodo, do reduktante la kortcircuitan kuranton, la malfermit-cirkuitan voltan kaj la plenigon de la baterio, kaj finfine rezultante en malpliiĝon de la konverta efikeco. Ekzemple, kristalaj siliciakvumaj fotoceluloj havas temperaturan koeficienton proksimume de -0,4% /°C ĝis -0,5% /°C, tio signifas ke por ĉiu 1°C-a pligrandiĝo de la temperaturo, ilia konverta efikeco malpliiĝas de 0,4% ĝis 0,5%.

Mallongigita vivdaŭro

Altaj temperaturoj ankaŭ akceligas la aĝigon de la materialoj ene de la fotomodulo. En rilato al la emballaĵmaterialoj de la baterio, alta temperaturo povas kaŭzi aĝigon, flavigiĝon, disigojn kaj aliajn problemojn de la emballaĵfilmo (kiel EVA filmo). Por la baterio mem, altaj temperaturoj povas kaŭzi pligrandiĝon de retdefektoj ene de la siliciakvumo, do influante la longtempan stabilecon kaj vivdaŭron de la baterio.

Metodoj por plibonigi la efikecon de fotoceluloj je altaj temperaturoj

Dizajno de varmabscio

Pasiva varmabscio

La struktura dizajno de la fotocelula modulhelpas al varmabscio. Ekzemple, per pligrandigo de la kontakta areo inter la dorso de la paneleto kaj la aero, uzado de materialo kun bona varma konduteco kiel dorso de la paneleto, kiel metalo-dorso aŭ kombinita dorso kun alta varmakonduto, la varmo produktita de la baterio pli facile transdoniĝas al la ekstera medio. Krome, la emballa strukturo de la baterielemento estas bone dezignita, kaj oni uzas emballaĵmaterialon kun bona permebleco por faciligi la varmabscion.

Aktiva varmabscio

Oni povas uzi forsan aerrefreŝigajn aparatojn, kiel ventililoj. Malgrandaj ventililoj estas instalitaj en la fotovoltaja arango por forigi varmon de la surfaco de la baterio per forsa konvekto de aero. Por grandaj fotovoltaj centraĵoj, oni povas ankaŭ uzi likvaĵvarmabsciosistemojn, kiel la uzo de akvo aŭ speciala refresigilo cirkulanta en tubo por forporti la varmon produktitan de la bateriomodulo. Tiu metodo havas altan efikecon de varmabscio, sed la kostoj estas relativaj alte, kaj ĝi taŭgas por grandaj centraĵoj aŭ specialaj aplikaĵscenarioj kiuj postulas altan efikecon de energia produkto.

Plibonigo de materialoj

Nova duongeneranta materialo

Rilaborado kaj uzo de nova duongeneranta materialo kun pli bonaj temperaturaj karakterizoj por farado de fotoceluloj. Ekzemple, perovskita fotoceluloj havas relative bonan stabilon performadon je altaj temperaturoj, kaj ilia temperaturkoeficiento estas pli malalta ol tiu de kristalaj siliciakvumaj celuloj. Kvankam perovskita baterioj ankoraŭ frontas iujn teknikajn defiojn, ili havas grandan potencialon por plibonigo de la alta temperatura performado.

Materialo resistanca al alta temperaturo por emballaĵo

Rilaborado kaj uzo de materialo resistanca al alta temperaturo por emballaĵo. Ekzemple, la uzo de nova poliolefin-emballaĵmaterialo anstataŭ tradicia EVA-filmo, tia materialo havas pli bonan stabilecon je altaj temperaturoj, kaj povas redukti la efikon de aĝigaj emballaĵmaterialoj sur la efikecon de la baterio.

Optika administro kaj tekniko de temperatur-kompensado

Optika administro

La superflua varmo absorbita de la baterio estas reduktita per optika dizajno. Ekzemple, oni uzas selektivan absorbon de kovriloj aŭ optikajn reflektorojn, tiel ke fotoceluloj nur absorbas lumon en specifa longondosegmento kiun oni povas uzi por generi elektron, dum reflektas lumon en aliaj longondosegmentoj kie facile okazas varmo, do reduktante la temperaturon de la celulo.

Tekniko de temperatur-kompensado

La tekniko de temperatur-kompensado estas uzata en la cirkvitdizajno de fotocelulo. Ekzemple, per aldono de temperaturasensoro kaj kompensa cirkvito al la cirkvito, la laborstato de la baterio estas regule adaptita laŭ la temperatura de la baterio, kiel ŝanĝo de la lasta rezisto aŭ aplikado de inversa polarigo, por redukti la negativan efikon de alta temperaturo sur la efikecon de la baterio.