Funktioniert ein Sonnenkollektor, wenn es zu kalt wird?

Solarzellen produzieren bei kalten Temperaturen mehr Leistung.

Ein Solarpanel hört nicht auf zu arbeiten, wenn es kalt wird. In der Tat ist extreme Hitze eine grĂ¶ĂŸere Gefahr fĂŒr das Funktionieren eines Solarpanels als extreme KĂ€lte. Wenn die Temperatur steigt, produzieren Sonnenkollektoren weniger Energie fĂŒr eine bestimmte Menge an Sonnenenergie. Umgekehrt, wenn es kĂ€lter wird, produzieren Sonnenkollektoren mehr Energie.

Im Inneren des Sonnenkollektors

Solarzellen erzeugen ElektrizitĂ€t, wenn die Elektronen in den Atomen der Zelle durch Energie im Sonnenlicht angeregt werden. Die Ă€ußersten Elektronen in den Atomen existieren auf einem Energieniveau, das als Valenzband bezeichnet wird. Wenn sie genug Energie vom Sonnenlicht bekommen, springen die Elektronen auf ein Energieniveau, das Leitungsband genannt wird. Wenn eine Zelle erhitzt wird, nimmt die Differenz zwischen dem Valenzband und dem Leitungsband ab. WĂ€hrend die Elektronen bei heißer Temperatur leichter freigesetzt werden können, transportieren sie daher weniger Energie, wenn sie freigesetzt werden.

Spannung, Strom und Leistung

Spannung ist die elektrische Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten. Strom ist das Maß fĂŒr den Stromfluss durch eine EinheitsflĂ€che. Leistung ist das Produkt von Spannung und Strom. Wenn eine Zelle kalt wird, steigt die Spannung an, wĂ€hrend der Strom abnimmt. Jedes Elektron trĂ€gt mehr Energie, aber weniger Elektronen fließen. Der Anstieg der Spannung ist grĂ¶ĂŸer als der Stromabfall. Daher steigt die Leistungsabgabe. Wenn die Zelle heiß wird, nimmt die Spannung ab, aber der Strom steigt. Auch hier ist die SpannungsĂ€nderung grĂ¶ĂŸer als die StromĂ€nderung. Daher nimmt die Leistung ab.

EffizienzÀnderung mit Temperatur

Die Effizienz eines Solarpanels ist das prozentuale Maß fĂŒr die Ausgangsleistung des Panels im VerhĂ€ltnis zur verfĂŒgbaren Gesamtsonnenenergie. Zum Beispiel wĂŒrde eine 15-Prozent-Platte aus einer verfĂŒgbaren 1.000-Watt-Solarenergie, die ihre OberflĂ€che erreicht, 150 Watt erzeugen. Die Effizienz eines Paneels nimmt um etwa 0,05 Prozent fĂŒr jeden Temperaturanstieg von einem Grad Celsius ab. Umgekehrt erhöht sich die Effizienz eines Panels um 0,05 Prozent fĂŒr jeden Temperaturabfall von einem Grad Celsius.

Faktoren, die die Zellentemperatur beeinflussen

Nur weil es draußen kalt ist, heißt das nicht, dass das Panel selbst kalt ist. Solarzellen geben etwas Energie als WĂ€rme frei. AbhĂ€ngig von der Art und Weise, in der das Paneel montiert wird, und der Umgebungsluftbedingungen kann diese Hitze die Betriebstemperatur des Paneels beeinflussen. Zum Beispiel lĂŒftet eine auf dem Dach montierte Platte nicht die Hitze, ebenso wenig wie eine freistehende. Dies erhöht die WĂ€rme des Paneels und verringert somit den Wirkungsgrad. Der Wind dagegen trĂ€gt WĂ€rme von den Zellen ab. Daher ist ein kalter, windiger Tag ideal, um Solarstrom zu erzeugen. Dies erhöht die Leistungsabgabe des Panels und dissipiert die EigenwĂ€rme des Panels.

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