Przy rozważaniu domowego systemu energii słonecznej pojawia się kilka pytań. Czy panele fotowoltaiczne zwiększą temperaturę dachu czy ją obniżą? Czy mogą pochłaniać ciepło słoneczne i zmniejszać stres termiczny? Odpowiedź na te pytania omówimy w tym artykule. Dowiedz się również o wpływie paneli słonecznych na otaczające środowisko. Ponadto, panele słoneczne są przeznaczone do montażu na podwyższonej wysokości. Nie oznacza to jednak, że panele fotowoltaiczne nie powodują nagrzewania się dachu.
Czy technologia paneli fotowoltaicznych powoduje nagrzewanie się dachu?
Jednym z pojawiających się pytań jest to, czy technologia paneli fotowoltaicznych nagrzewa dach. Odpowiedź zależy od tego, gdzie panele są umieszczone. Panele fotowoltaiczne są zazwyczaj instalowane pod podwyższonym kątem, co sprawia, że są gorętsze niż inne powierzchnie. Przepływające nad nimi powietrze odbiera dwukrotnie więcej ciepła niż inne powierzchnie. Chociaż nie ma ostatecznych odpowiedzi na to pytanie, opublikowano kilka badań, w których próbowano modelować skutki technologii paneli PV.
W jednym z badań przeanalizowano potencjał PV dachów i pionowych fasad na Tajwanie. Badacze stwierdzili, że dach BIPV miał niższe temperatury powierzchni niż konwencjonalny dach o albedo 0,30 i oporze cieplnym 1,33 K m2 W-1. Odkrycie to sugeruje, że BIPV mogą obniżyć temperaturę o co najmniej jedną trzecią w bardzo gorącym klimacie. Chociaż te wyniki są jeszcze wstępne, są zachęcające.
Badania wykazały również, że moc wyjściowa ogniwa słonecznego zmienia się w zależności od jego temperatury. Temperatura półprzewodników stosowanych w ogniwach słonecznych wpływa na to, ile energii może wygenerować ogniwo. Im wyższa temperatura, tym niższa moc wyjściowa panelu słonecznego. Oznacza to, że panel słoneczny może zapobiegać ogrzewaniu budynku w zimie i utrzymywać go w chłodzie w nocy. Co ciekawe, efekt ten może się zniwelować.
Czy instalacja PV zmniejsza naprężenia termiczne na dachu?
Czy instalacja PV zmniejsza naprężenia termiczne na dachu? Badanie to miało na celu zmniejszenie obciążeń cieplnych i chłodniczych poprzez umieszczenie paneli PV na dachach. Naukowcy wykorzystali modelowanie strumienia cieplnego i zdjęcia w podczerwieni do zbadania wpływu systemów PV na komfort cieplny. Badanie wykazało, że ilość strumienia ciepła pod matrycą PV jest znacznie zmniejszona w porównaniu do dachu odkrytego. Co więcej, dachy wyposażone w BIPV znacznie zmniejszyły roczne obciążenia związane z chłodzeniem i ogrzewaniem.
Pomimo tego, że panele słoneczne absorbują energię słoneczną, połowa tego ciepła jest zwracana do nieba. Ciemny dach pochłania energię cieplną i zwiększa ciepło wewnątrz domu. Panele słoneczne zmniejszają ciepło dachu poprzez zapewnienie ciągłego zacienienia powierzchni budynku, obniżając ogólną temperaturę. Ponadto, panele słoneczne zmniejszają temperaturę dachu o około pięć stopni Fahrenheita. Tak więc, panele słoneczne mogą pomóc przedłużyć żywotność dachu.
Ponadto powietrze przechodzące między panelami słonecznymi a dachem zmniejsza ciepło na panelach i konstrukcji. Ten efekt chłodzenia zależy od konstrukcji dachu. Dachy płaskie nie będą miały pod sobą tak dużej cyrkulacji powietrza, natomiast panele słoneczne zainstalowane na dachach skośnych mają większy prąd konwekcyjny. Ponadto pochylone panele mają więcej miejsca między panelami a dachem, co generuje większy kanał dla powietrza.
Czy panele słoneczne pochłaniają ciepło ze słońca?
Panele słoneczne wytwarzają energię elektryczną z ciepła i jasności słońca. Najczęściej stosowanym materiałem na ogniwa słoneczne jest krzem, który pochłania najwięcej energii na poziomie około 800 nanometrów. Ta długość fali wypada blisko szczytu promieniowania słonecznego, które ma widmo od 300 do 2000 nanometrów. Jednak panel termiczny może być również wykorzystywany do wytwarzania energii elektrycznej i produkcji ciepłej wody użytkowej w domu.
Materiał, z którego wykonane jest ogniwo fotowoltaiczne, jest wykonany z półprzewodnika, co oznacza, że gdy światło uderza w jego powierzchnię, przechodzi przez nią lub odbija się. Zaabsorbowane fotony dostarczają energii do produkcji energii elektrycznej. Sam materiał półprzewodnikowy wykonany jest z krzemu, który jest materiałem pochłaniającym dużą część padającego światła słonecznego i przetwarzającym je na energię elektryczną. Jednak krzem nie działa dobrze z fotonami o niskiej energii. Dzieje się tak dlatego, że fotony o większej długości fali nie zawierają wystarczająco dużo energii, aby krzem mógł je zaabsorbować. Fotony o krótkiej długości fali są w stanie umieścić więcej energii w materiale, ale ta dodatkowa energia jest tracona w postaci ciepła.
Panele słoneczne mają wydajność cieplną podobną do dachu, więc kiedy energia słoneczna jest zamieniana na elektryczność, panele generują prąd zmienny (AC). Ten prąd zmienny jest następnie przekształcany w prąd stały, który jest przydatny do użytku domowego. Ciepło może jednak wpływać na wydajność fotowoltaicznych paneli słonecznych. Zaleca się, by panele słoneczne były używane w dni, w których temperatura wynosi od 77 do 70 stopni, a maksymalna wydajność jest osiągana, gdy dzień jest w połowie lat 70.
Podobne tematy
- Jak myć panele fotowoltaiczne na dachu
- Ile kosztuje budowa farmy fotowoltaicznej
- Wybór farby na dach – poliwinylowa czy akrylowa?
Przygotowanie działki do budowy to dla mnie codzienność. Od lat zajmuje się planowaniem budowy, przygotowaniem działki pod budowę i wszystkim co związane z tymi czynnościami.
Chciałabym podzielić się z Państwem moją wiedzą za pomocą tego serwisu.
