Hogyan számítható ki a napi napelemes energia termelés négyzetméterenként a legújabb napelemes modulok hatásfoka alapján

A fotovoltaikus (PV) technológia folyamatos fejlődésének köszönhetően a kereskedelmi napelemek hatékonysága jelentősen javult, így ugyanabból a felületből több energiát lehet termelni. Ez a cikk lépésről lépésre bemutatja, hogyan számítható ki a becsült napi energia kimenet négyzetméterenként a legújabb napelemes modulhatékonyság alapján.

1. A számítás kulcsfontosságú tényezői

• FV modul hatásfoka (η): A napfény azon százaléka, amelyet az elektromos energiává alakítanak. A legfrissebb adatok szerint (2024–2025), a kereskedelmi panelok hatékonysága 18%–24% között mozog a gyakori monokristályos szilícium modulok esetében, míg egyes nagyteljesítményű modellek túlléphetik az 25%-ot.

• Napsugárzás: A földfelszínre érkező napfény mennyisége, kilowattóra négyzetméterenként és naponta (kWh/m²/nap). Ez a tényező helytől, évszaktól és időjárástól függ.

• Teljesítményarány (PR): Egy együttható, amely figyelembe veszi a rendszer veszteségeit (például hőmérséklet, vezetékek, por, inverter hatásfokának csökkenése). Általában az YH 0,75 és 0,85 között mozog 0,75 és 0,85 jól karbantartott rendszerek esetén.

• Napfényóránkénti csúcsérték (PSH): Az ekvivalens napfényórák száma standard tesztelési körülmények között (STC: 1000 W/m²). Az PSH numerikusan megegyezik a napi napsugárzás mennyiségével kWh/m²/nap egységben.

2. Számítási képlet

A napi négyzetméterenkénti energia előállítás becsülhető a következő módon:

$$E_{\text{napi}}=G\times \eta \times \text{A PR}$$Edaily = G × η × PR

Ahol:

• $E_{\text{napi}}$Edaily = Napi energiahozam négyzetméterenként (kWh/m²/nap)

• $G$G = Napi napsugárzás (kWh/m²/nap)

• $\eta$η = FV modul hatásfoka (tizedes formában, pl. 0,22 a 22%-hoz)

• $\text{A PR}$A PR = Teljesítményarány (alapértelmezett érték 0,80, ha ismeretlen)

3. Lépésről lépésre példa

Tegyük fel a következő körülményeket:

• Elhelyezkedés: Madrid, Spanyolország

• Átlagos napi napsugárzás (G): 5,2 kWh/m²/nap (éves átlag)

• FV modul hatásfoka (η): 22% (0,22)

• Teljesítményarány (PR):  0.82

Számítás:

$$E_{\text{napi}}=5.2\text{kWh/m²/nap}\times 0.22\times 0.82=0.938\text{kWh/m²/nap}$$Edaily =5,2kWh/m²/nap×0,22×0,82=0,938kWh/m²/nap

Tehát négyzetméterenként a napelemek kb. 0,94 kWh naponta áramot termelnek ezen körülmények között.

4. A legújabb nagy hatásfokú modulok hatása

Nagy hatásfokú modul használata (η = 25% vagy 0,25) ugyanezen körülmények között:

$$E_{\text{napi}}=5.2\times 0.25\times 0.82=1.066\text{kWh/m²/nap}$$Edaily =5,2×0,25×0,82=1,066kWh/m²/nap

Ez egy 13,6%-os növekedés a napi kimenetben a 22% hatékonyságú modullal összehasonlítva.

5. Fontos szempontok

• Hőmérséklet okozta veszteségek: A magas hőmérséklet csökkentheti a panelek hatékonyságát. A legtöbb panel hőmérsékleti tényezője körülbelül -0,3% és -0,4% között van fokonként °C felett az STC (25°C) értékhez képest.

• Árnyékolás és elhelyezkedés: A számítások optimális dőlésszöget és tájolást feltételeznek. Az ettől való eltérés csökkenti a kimenetet.

• Elromlás: A modern panelek évente körülbelül 0,5%-ot öregednek, ami fokozatosan csökkenti a kimenetet.

• Spektrális és visszaverődési veszteségek: Ezek általában benne vannak a Teljesítményarányban.

6. Gyors tájékoztató táblázat: Becsült napi kimenet négyzetméterenként

7. Következtetés

A napi napelemes energia-termelés négyzetméterenkénti pontos kiszámításához naprakész modulhatékonysági adatokra, helyi besugárzási értékekre és realisztikus veszteségtényezőkre van szükség. A jelenlegi, 24%-ot meghaladó hatékonyságú panelekkel a napelemes rendszerek napos régiókban több mint 1 kWh-t termelhetnek négyzetméterenként naponta, ezzel növelve a napelemes berendezések gazdasági és környezeti előnyeit.

A fotovoltaikus (PV) technológia folyamatos fejlődésének köszönhetően a kereskedelmi napelemek hatékonysága jelentősen javult, így ugyanabból a felületből több energiát lehet termelni. Ez a cikk lépésről lépésre bemutatja, hogyan számítható ki a becsült napi energia kimenet négyzetméterenként a legújabb napelemes modulhatékonyság alapján.

1. A számítás kulcsfontosságú tényezői

• FV modul hatásfoka (η): A napfény azon százaléka, amelyet az elektromos energiává alakítanak. A legfrissebb adatok szerint (2024–2025), a kereskedelmi panelok hatékonysága 18%–24% között mozog a gyakori monokristályos szilícium modulok esetében, míg egyes nagyteljesítményű modellek túlléphetik az 25%-ot.

• Napsugárzás: A földfelszínre érkező napfény mennyisége, kilowattóra négyzetméterenként és naponta (kWh/m²/nap). Ez a tényező helytől, évszaktól és időjárástól függ.

• Teljesítményarány (PR): Egy együttható, amely figyelembe veszi a rendszer veszteségeit (például hőmérséklet, vezetékek, por, inverter hatásfokának csökkenése). Általában az YH 0,75 és 0,85 között mozog 0,75 és 0,85 jól karbantartott rendszerek esetén.

• Napfényóránkénti csúcsérték (PSH): Az ekvivalens napfényórák száma standard tesztelési körülmények között (STC: 1000 W/m²). Az PSH numerikusan megegyezik a napi napsugárzás mennyiségével kWh/m²/nap egységben.

2. Számítási képlet

A napi négyzetméterenkénti energia előállítás becsülhető a következő módon:

$$E_{\text{napi}}=G\times \eta \times \text{A PR}$$Edaily = G × η × PR

Ahol:

• $E_{\text{napi}}$Edaily = Napi energiahozam négyzetméterenként (kWh/m²/nap)

• $G$G = Napi napsugárzás (kWh/m²/nap)

• $\eta$η = FV modul hatásfoka (tizedes formában, pl. 0,22 a 22%-hoz)

• $\text{A PR}$A PR = Teljesítményarány (alapértelmezett érték 0,80, ha ismeretlen)

3. Lépésről lépésre példa

Tegyük fel a következő körülményeket:

• Elhelyezkedés: Madrid, Spanyolország

• Átlagos napi napsugárzás (G): 5,2 kWh/m²/nap (éves átlag)

• FV modul hatásfoka (η): 22% (0,22)

• Teljesítményarány (PR):  0.82

Számítás:

$$E_{\text{napi}}=5.2\text{kWh/m²/nap}\times 0.22\times 0.82=0.938\text{kWh/m²/nap}$$Edaily =5,2kWh/m²/nap×0,22×0,82=0,938kWh/m²/nap

Tehát négyzetméterenként a napelemek kb. 0,94 kWh naponta áramot termelnek ezen körülmények között.

4. A legújabb nagy hatásfokú modulok hatása

Nagy hatásfokú modul használata (η = 25% vagy 0,25) ugyanezen körülmények között:

$$E_{\text{napi}}=5.2\times 0.25\times 0.82=1.066\text{kWh/m²/nap}$$Edaily =5,2×0,25×0,82=1,066kWh/m²/nap

Ez egy 13,6%-os növekedés a napi kimenetben a 22% hatékonyságú modullal összehasonlítva.

5. Fontos szempontok

• Hőmérséklet okozta veszteségek: A magas hőmérséklet csökkentheti a panelek hatékonyságát. A legtöbb panel hőmérsékleti tényezője körülbelül -0,3% és -0,4% között van fokonként °C felett az STC (25°C) értékhez képest.

• Árnyékolás és elhelyezkedés: A számítások optimális dőlésszöget és tájolást feltételeznek. Az ettől való eltérés csökkenti a kimenetet.

• Elromlás: A modern panelek évente körülbelül 0,5%-ot öregednek, ami fokozatosan csökkenti a kimenetet.

• Spektrális és visszaverődési veszteségek: Ezek általában benne vannak a Teljesítményarányban.

6. Gyors tájékoztató táblázat: Becsült napi kimenet négyzetméterenként

7. Következtetés

A napi napelemes energia-termelés négyzetméterenkénti pontos kiszámításához naprakész modulhatékonysági adatokra, helyi besugárzási értékekre és realisztikus veszteségtényezőkre van szükség. A jelenlegi, 24%-ot meghaladó hatékonyságú panelekkel a napelemes rendszerek napos régiókban több mint 1 kWh-t termelhetnek négyzetméterenként naponta, ezzel növelve a napelemes berendezések gazdasági és környezeti előnyeit.