Güneş Paneli Verimliliği Nasıl Hesaplanır?
Güneş panellerinin performansını belirlemek için kullanılan en önemli parametre verimliliktir. Verimlilik, güneş panelinden çıkan enerjinin güneşten gelen enerjiye oranı olarak tanımlanır. Güneş hücrelerinin maksimum teorik verimi %33 civarındadır. Bu, fizik yasalarının bir sonucudur ve Shockley-Quiesser sınırı olarak bilinir.
Güneş panellerinin performansını belirlemek için kullanılan en önemli parametre verimliliktir. Verimlilik, güneş panelinden çıkan enerjinin güneşten gelen enerjiye oranı olarak tanımlanır.
Güneş panelinin verimini belirlemek için güneşin panele sağladığı güç ile üretilen elektriği karşılaştırmak gerekir. Güneş paneli, üzerine düşen tüm ışığı elektriğe dönüştürebilseydi verimli %100 olurdu. Ne yazık ki bu verimlilik seviyesi teknik olarak imkansızdır.
Güneş hücrelerinin maksimum teorik verimi yüzde 33 civarındadır. Bu, fizik yasalarının bir sonucudur ve Shockley-Quiesser sınırı olarak bilinir. Güneş hücrelerinden oluşturulan güneş panelinin verimliliği, hücreler arası boşluklar, çerçeve ve yansıtıcı iletkenler nedeniyle her zaman daha düşük olacaktır. Çok katmanlı güneş hücreleri bu sınırı aşabilir ancak üretimi çok daha zordur ve daha pahalıdır.
Ekvator yakınlarında ve öğlen saatlerinde yerin her metrekaresine 1 kW’ın (1.000 W) üzerinde güneş gücü ulaşır. Ekvatordan uzakta, farklı mevsimlerde ve farklı hava koşullarında bu daha düşük bir seviyede olacaktır. Ancak, güneş panelleri test edilirken standart olarak kabul edilen metrekare başına 1 kW değeri kullanılır.
Yüzey alanı 1 m2 olan bir güneş paneli, 1 kW güneş ışığı alıp aynı miktarda elektriğe çevirseydi %100 verimli olurdu. Aynı boyutta bir panel bunun yerine 200 W güç üretiyorsa verimliliği 200 W/1.000 W x 100 = %20 olur.
Bir güneş panelinin yaklaşık verimi aşağıdaki formül aracılığıyla kolayca hesaplanabilir.
Verimlilik (%) = 100 x Maksimum panel gücü (kW)/Panel alanı (m2)
Maksimum panel gücü, güneş panelinin sağlayabildiği en yüksek elektrik gücüdür. Güneş panelinin alanı, genişliği ve uzunluğu çarpılarak kolayca hesaplanabilir. Maksimum panel gücü, panel alanına bölündükten sonra 100’le çarpılarak yüzde olarak verim hesabı yapılmış olur.
Örneğin; gücü 205 W ve ölçüleri 150 x 68 cm olan bir güneş panelinin verimi aşağıdaki şekilde hesaplanır.
Verimlilik = 100 x 0,205 / 1,5*0,68 = %20,1
Aynı güce sahip iki güneş paneli arasındaki verimlilik farkı yalnızca panelin büyüklüğünü etkiler. Yani, %10 verimli 100 W güneş paneli ile %20 verimli 100 W güneş paneli tam olarak aynı miktarda enerji üretir. Diğer bir taraftan %10 verimli güneş panelinin, %20 verimli güneş panelinden iki kat daha büyük olması beklenir.