¿Qué es una expectativa razonable de eficiencia en los paneles solares modernos?

Recientemente instalé una matriz solar en mi techo con cuatro secciones diferentes conectadas a tres inversores: la matriz total incluye 56 paneles para un total de 13,44 kW.

Sin embargo, no veo nada cerca de tanta producción, incluso durante el pico del día. Obviamente, no esperaría producir 13 kW, ya que los paneles no son 100% eficientes, hay nubes, los inversores pierden aproximadamente el 10%, etc. Sin embargo, ¿cuál es una expectativa razonable para la producción del sistema o una matriz de ese tamaño? ?

Lo que veo es que la producción aumentará bastante rápido a media mañana a 6.68 kW, y luego se quedará allí (en ese número exacto) hasta el final de la mañana. Luego saltará bastante rápido a 7.38 kW, se colgará por un tiempo y luego hasta 7.7 kW una vez que todos los bancos de paneles estén a la luz del sol, y luego se quedará allí hasta la tarde, sin embargo, eso es solo un 57% de eficiencia para el sistema, y ​​eso parece un poco bajo.

Aquí hay algunas preguntas que tengo:

• Tal vez no entiendo cómo funcionan los paneles. Pensé que producirían más energía cuando el sol está directamente sobre ellos, en lugar de en ángulo, pero los números de producción no parecen apoyar eso. ¿Es eso correcto?
• Obviamente, los paneles tienen un nivel de producción máximo, pero ¿podrían mis inversores limitar la producción total? Si mis paneles están produciendo 10 kW pero los inversores solo pueden procesar 8 kW, ¿es algo que puedo ver?

Me doy cuenta de que hay muchas variables para obtener mi número exacto de producción razonable, pero me pregunto qué es razonable y si es algo que debería profundizar un poco más para asegurarme de que estén configuradas correctamente.

Si estás en el hemisferio norte, el ángulo inferior del sol en el invierno probablemente esté contribuyendo a tus números bajos. (Cuando el sol está bajo en el cielo, atraviesa más atmósfera para llegar al suelo). Presumiblemente, lo hará mejor en verano.

Además, el ángulo de inclinación de los paneles debe coincidir con su latitud. Si sus paneles están montados en su techo y no están en el ángulo óptimo (o no apuntan directamente hacia el sur), eso disminuiría su eficiencia. En cualquier caso, a menos que tenga paneles de seguimiento o cambie constantemente la inclinación, sus paneles solo apuntarán exactamente al sol dos veces al año, y en cualquier otro momento estarán ligeramente desalineados.

Este sitio web tiene una descripción detallada de los ángulos de inclinación , pero el resultado neto es que si tiene una matriz fija en el ángulo óptimo, solo obtendrá el 71% de la exposición que si tuviera una matriz de seguimiento apuntando constantemente al sol . Si su ángulo no es óptimo, obviamente lo hará aún peor.

EDITAR: También debo señalar que su definición de "ángulo óptimo" para una matriz fija depende de lo que está tratando de optimizar. Hay un par de formas de verlo:

1. Genere tanta potencia como sea posible durante todo el año. El 71% se refiere a esta opción.
2. Genere tanta energía como sea posible en el verano, cuando el uso de electricidad puede ser mayor debido a la CA y / o la energía puede costar más comprar desde la red. Este será un ángulo más bajo [matriz apuntando más hacia arriba] que 1), ya que el sol está más alto en el cielo en el verano. El uso en invierno será inferior a 1).
3. Intenta generar energía de manera uniforme durante todo el año. Este será un ángulo más grande [la matriz apunta más hacia el horizonte]. Este enfoque intenta aumentar la generación de energía en el invierno en relación con 1), a expensas de algo de energía en el verano.

Tienes cincuenta y seis módulos de 240 vatios. Cada uno produce 240 vatios en condiciones de prueba estándar (STC). STC se define como 1000 W / m ^ 2 de irradiancia, temperatura de 25ºC y espectro AM1.5G. Estas condiciones rara vez se alcanzan al aire libre. Si la temperatura es más alta o la irradiancia es más baja que STC, obtendrá menos energía.

Por lo general, solo puede alcanzar la temperatura del módulo de 25ºC a pleno sol si la temperatura del aire está cerca de congelarse, por lo que en Phoenix probablemente nunca obtendrá esto. El coeficiente de temperatura de potencia para sus módulos debe figurar en la hoja de datos. Para el silicio es de aproximadamente -0.45% / ºC. Entonces, cuando está a 120ºF afuera y los módulos funcionan a ~ 25ºC por encima de eso, la temperatura sola hará que la matriz funcione a ~ 22% por debajo de la clasificación de la placa de identificación, incluso si todo lo demás es perfecto.

La irradiancia que le interesa es la irradiación de plano de matriz (POA), que es la cantidad de sol que cae sobre un área inclinada en el mismo ángulo que la matriz. Según los estándares residenciales, su matriz es absolutamente enorme. Si todo está en un solo ángulo de inclinación (cerca de la latitud-inclinación) y si todo está en un solo ángulo de acimut (apuntando hacia el sur), puede esperar alcanzar una irradiación de casi 1000 W / m ^ 2 POA en la mayoría de los días soleados durante todo épocas del año. Si diferentes partes de la matriz se enfrentan a diferentes direcciones, una generalmente funcionará mejor que las otras. Si esto no se considera durante el diseño mediante el uso de múltiples inversores o un inversor de múltiples cadenas, podría estar perdiendo energía debido a esta falta de coincidencia. Y, como otros han mencionado, si el ángulo de acimut no está orientado hacia el sur y el ángulo de inclinación no está cerca de la latitud-inclinación, usted '

También señaló correctamente que incluso solo conectar los módulos entre sí y a un inversor puede reducir aún más la energía. Si alguno de los módulos está parcialmente sombreado, pierde más potencia que solo la fracción sombreada. Si su inversor es demasiado pequeño o está funcionando a una temperatura muy alta, reducirá la cantidad que produce al operar los módulos más lejos de su punto de máxima potencia. Puede verificar la capacidad de su inversor en su hoja de datos. Si está por debajo de la potencia total de la matriz, envíela de vuelta.

Use este sitio para ver las condiciones de temperatura e irradiación en Phoenix. Tenga en cuenta que tendrá que calcular la irradiación de POA a partir de los valores de irradiancia directa y horizontal que se proporcionan aquí.

Use esta página para calcular la posición del sol. Si coloca la rotación de azimut de la superficie y los ángulos de inclinación de la superficie, puede obtener el ángulo de incidencia entre el sol y su matriz.

Eso parece un poco bajo pero no loco. Tengo una matriz de CC de 3,3 kW en mi techo y durante las horas pico del día puedo obtener 2,7 kW de CA después del inversor, o alrededor del 80% de eficiencia. Sin embargo, vivo en el norte de California, donde puedes tener días frescos y soleados en verano.

Como se encuentra en los EE. UU., Una cosa que debe consultar es la calculadora PVWatts . Esta pequeña herramienta tomará una gran cantidad de datos de usted, como el tamaño del panel, la eficiencia nominal, el ángulo instalado, la eficiencia del inversor, etc. de cuánto debería generar mensualmente. Es probablemente la herramienta más precisa disponible. Si no está en ese estadio, puede ser hora de hablar con sus instaladores.