Was ist eine vernünftige Erwartung für die Effizienz moderner Solarmodule?

Vor kurzem hatte ich auf meinem Dach eine Solaranlage mit vier verschiedenen Abschnitten installiert, die an drei Wechselrichter angeschlossen waren. Die gesamte Anlage umfasst 56 Module für insgesamt 13,44 kW.

Allerdings sehe ich selbst in der Spitze des Tages nicht annähernd so viel Produktion. Ich würde natürlich nicht erwarten, 13 kW zu produzieren, da die Panels nicht 100% effizient sind, es Wolken gibt, die Wechselrichter etwa 10% verlieren usw. Was ist jedoch eine vernünftige Erwartung für die Systemproduktion oder ein Array dieser Größe? ?

Was ich sehe, ist, dass die Produktion am Vormittag ziemlich schnell auf 6,68 kW ansteigen und dann bis zum späten Morgen dort sitzen wird (genau bei dieser Zahl). Dann springt es ziemlich schnell auf 7,38 kW, hängt eine Weile und dann bis zu 7,7 kW, sobald alle Paneelbänke im Sonnenlicht stehen, und dann bleibt es dort bis zum frühen Nachmittag - das sind jedoch nur 57% Wirkungsgrad für die System, und das scheint ein bisschen niedrig.

Hier sind einige Fragen, die ich habe:

• Vielleicht verstehe ich falsch, wie die Panels funktionieren. Ich hatte gedacht, dass sie mehr Strom produzieren würden, wenn die Sonne direkt über ihnen steht, als in einem Winkel, aber die Produktionszahlen scheinen das nicht zu unterstützen. Ist das korrekt?
• Natürlich haben die Paneele ein maximales Produktionsniveau, aber könnten meine Wechselrichter die Gesamtproduktion einschränken? Wenn meine Panels 10 kW leisten, die Wechselrichter jedoch nur 8 kW verarbeiten können, kann ich das dann sehen?

Ich erkenne, dass es viele Variablen gibt, um meine genaue Anzahl an vernünftigen Produktionen zu erhalten, aber ich frage mich nur, was vernünftig ist und ob ich etwas mehr darüber nachdenken sollte, um sicherzustellen, dass sie korrekt eingerichtet wurden.

Wenn Sie sich auf der Nordhalbkugel befinden, trägt der niedrigere Sonnenwinkel im Winter wahrscheinlich zu Ihren geringen Zahlen bei. (Wenn die Sonne tief am Himmel steht, passiert sie mehr Atmosphäre, um den Boden zu erreichen.) Vermutlich werden Sie es im Sommer besser machen.

Außerdem sollte der Neigungswinkel der Paneele an Ihren Breitengrad angepasst werden. Wenn Ihre Paneele auf Ihrem Dach montiert sind und sich nicht im optimalen Winkel befinden (oder nicht direkt nach Süden zeigen), würde dies Ihre Effizienz verringern. In jedem Fall werden Ihre Panels nur zweimal im Jahr genau auf die Sonne gerichtet und zu allen anderen Zeiten leicht falsch ausgerichtet , es sei denn, Sie haben Tracking-Panels oder ändern ständig die Neigung .

Diese Website enthält eine detaillierte Beschreibung der Neigungswinkel. Das Nettoergebnis ist jedoch, dass Sie nur 71% der Belichtung erhalten, wenn Sie ein festes Array im optimalen Winkel haben, als wenn Sie ein Tracking-Array hätten, das ständig auf die Sonne gerichtet ist . Wenn Ihr Winkel nicht optimal ist, werden Sie natürlich noch schlechter abschneiden.

EDIT: Ich sollte auch darauf hinweisen, dass Ihre Definition des "optimalen Winkels" für ein festes Array davon abhängt, was Sie optimieren möchten. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, es zu betrachten:

1. Erzeugen Sie das ganze Jahr über so viel Strom wie möglich. Die 71% beziehen sich auf diese Option.
2. Erzeugen Sie im Sommer so viel Strom wie möglich, wenn der Stromverbrauch aufgrund von Wechselstrom höher sein kann und / oder der Kauf von Strom aus dem Netz mehr kostet. Dies ist ein geringerer Winkel [Array zeigt mehr nach oben] als 1), da die Sonne im Sommer höher am Himmel steht. Der Winterverbrauch wird unter 1) liegen.
3. Versuchen Sie, das ganze Jahr über gleichmäßig Strom zu erzeugen. Dies ist ein größerer Winkel [Array zeigt mehr zum Horizont]. Dieser Ansatz versucht, die Stromerzeugung im Winter im Vergleich zu 1) auf Kosten einiger Sommerstrom zu erhöhen.

Sie haben sechsundfünfzig 240-Watt-Module. Sie produzieren jeweils 240 Watt unter Standardtestbedingungen (STC). STC ist definiert als 1000 W / m 2 Bestrahlungsstärke, 25 ° C Temperatur und AM1,5 G-Spektrum. Diese Bedingungen werden im Freien selten erreicht. Wenn die Temperatur höher oder die Bestrahlungsstärke niedriger als STC ist, erhalten Sie weniger Leistung.

Normalerweise können Sie bei voller Sonne nur eine Modultemperatur von 25 ° C erreichen, wenn die Lufttemperatur nahe am Gefrierpunkt liegt. In Phoenix werden Sie diese Temperatur wahrscheinlich nie erreichen. Der Temperaturleistungskoeffizient für Ihre Module sollte im Datenblatt aufgeführt sein. Für Silizium liegt sie bei -0,45% / ºC. Wenn es also draußen 120ºF ist und die Module bei ~ 25ºC darüber laufen, führt die Temperatur allein dazu, dass das Array bei ~ 22% unter dem Typenschild arbeitet, selbst wenn alles andere perfekt ist.

Die Bestrahlungsstärke, die Sie interessiert, ist die POA-Bestrahlungsstärke (Plane-of-Array). Hierbei handelt es sich um die Sonnenmenge, die auf einen Bereich fällt, der im gleichen Winkel wie das Array geneigt ist. Für Wohnzwecke ist Ihr Array absolut riesig. Wenn sich alles in einem einzigen Neigungswinkel befindet (in der Nähe der Breitengradneigung) und wenn sich alles in einem einzigen Azimutwinkel befindet (nach Süden zeigend), können Sie an den meisten Sonnentagen eine Bestrahlungsstärke von fast 1000 W / m ^ 2 POA erwarten Jahreszeiten. Wenn verschiedene Teile des Arrays in unterschiedliche Richtungen weisen, ist einer normalerweise besser als die anderen. Wenn dies bei der Konstruktion mit mehreren Wechselrichtern oder einem Wechselrichter mit mehreren Strings nicht berücksichtigt wird, kann es sein, dass Sie aufgrund dieser Nichtübereinstimmung Strom verlieren. Und wie andere bereits erwähnt haben, wenn der Azimutwinkel nicht genau nach Süden gerichtet ist und der Neigungswinkel nicht nahe an der Neigungsbreite liegt,

Sie haben auch richtig darauf hingewiesen, dass bereits durch einfaches Anschließen der Module aneinander und an einen Wechselrichter die Leistung weiter reduziert werden kann. Wenn eines der Module teilweise schattiert ist, verlieren Sie mehr Leistung als nur den schattierten Bruchteil. Wenn Ihr Wechselrichter zu klein ist oder bei sehr hohen Temperaturen arbeitet, verringert er die erzeugte Menge, indem die Module weiter von ihrem maximalen Leistungspunkt entfernt betrieben werden. Sie können die Kapazität Ihres Wechselrichters im Datenblatt überprüfen. Wenn es unter der Gesamtleistung des Arrays liegt, senden Sie es zurück.

Verwenden Sie diese Website , um die Temperatur- und Bestrahlungsbedingungen in Phoenix anzuzeigen. Beachten Sie, dass Sie die POA-Bestrahlungsstärke aus den hier angegebenen direkten und horizontalen Bestrahlungsstärkenwerten berechnen müssen.

Verwenden Sie diese Seite , um den Sonnenstand zu berechnen. Wenn Sie die Azimutdrehung der Oberfläche und die Neigungswinkel der Oberfläche eingeben, können Sie den Einfallswinkel zwischen der Sonne und Ihrem Array ermitteln.

Das scheint ein bisschen niedrig, aber nicht verrückt. Ich habe ein 3,3 kW Gleichstrom-Array auf meinem Dach und während der Spitzenzeiten des Tages kann ich nach dem Wechselrichter 2,7 kW Wechselstrom oder einen Wirkungsgrad von etwa 80% erhalten. Ich lebe jedoch in Nord-Kalifornien, wo Sie im Sommer kühle und sonnige Tage haben können.

Da Sie in den USA sind, sollten Sie sich den PVWatts-Rechner ansehen . Dieses kleine Tool nimmt Ihnen viele Daten wie Panelgröße, Nennwirkungsgrad, installierter Winkel, Wechselrichtereffizienz usw. ab und vergleicht diese mit historischen Solardaten für Ihren spezifischen Standort (Breiten- / Längengrad), um Ihnen eine Schätzung zu geben wie viel Sie von Monat zu Monat generieren sollten. Es ist wahrscheinlich das genaueste verfügbare Werkzeug. Wenn Sie nicht in diesem Stadion sind, ist es möglicherweise an der Zeit, mit Ihren Installateuren zu sprechen.