En solcellsmoduls märkeffekt definieras vid så kallade Standard Test Conditions (STC). Vid STC har man en instrålning motsvarande 1000 W/m2 med vinkelrätt infall mot modulytan, 25°C solcelltemperatur och ”air mass” 1,5 som definierar ett visst spektrum för solljuset. “Air mass” definieras som L/L0 där L är ljusets aktuella gångväg genom atmosfären och L0 är gångvägen när solen står i zenit, vinkelrät mot jordens yta. I Sverige kan solen inte stå i zenit.
Alla moduler “flash”-testas av tillverkaren vid STC efter tillverkningen. I praktiken har man dock sällan eller aldrig STC vid drift av en solcellsanläggning.
Solcellens temperatur kan bli rejält mycket högre än 25°C och då sjunker modulens verkningsgrad. För kristallina kiselbaserade solceller är en vanlig temperaturkoefficient att effekten minskar med 0,45% per grad högre temperatur.
Det finns många olika formler som föreslagits för att beräkna temperaturen för en solcell. En av de enklaste är
Tsolcell = Tluft + (NOCT-20)*800/G
där Tluft är den omgivande luftens temperatur mätt i °C, NOCT = Nominal Operating Cell Temperature och G är globala solinstrålningen mot modulens yta mätt i W/m2. NOCT är en solcellstemperatur som definieras vid solinstrålning 800 W/m2, luftemperatur 20°C, vindhastighet 1 m/s och med fri ventilation runt om modulen. NOCT kan anges i solcellsmodulens datablad. För våra ECSolar-moduler anges NOCT till 45±2°C.
Uppmätt solcelltemperatur
Vi har en sensorbox monterad i samma plan som solcellsmodulerna av modell Si-01TC-T från Ingenieurbüro Mencke & Tegtmeyer GmbH som används för mätning av global solinstrålning och solcelltemperatur. Den har en referenssolcell av monokristallint kisel och med en temperatursensor som är laminerad på baksidan av referenssolcellen. Det ger en mycket robustare lösning än att ha en lös temperatursensor som limmas på baksidan av en solcellsmodul.
En limmad temperatursensor på baksidan av en solcellsmodul lär ha stor sannolikhet att lossna förr eller senare, det hade vår gamla redan gjort två gånger under de fem år den användes. Det gäller också att sätta en sådan sensor mitt på en modul och mitt för en solcell, enligt råden i IEA PVPS Task 13. Om man inte tänker sig för kan en limmad temperatursensor hamna mellan solceller i modulen och då blir mätningen av solcelltemperatur felaktig.
I diagrammen nedan visas den uppmätta solcellstemperaturen och solinstrålningen i modulplanet under senaste veckan tillsammans med lufttemperaturen uppmätt vid Hässlö flygplats, som ligger 6 km NNV om där vi bor. Det kan väl skilja lite i lufttemperatur mellan Hässlö och hemma hos oss, men det bör inte vara mer än högst 1-2 graders skillnad.
Den högsta solcelltemperaturen under senaste veckan var 39 grader kl. 12.00 den 11 mars, då lufttemperaturen var 6 grader och solinstrålningen 760 W/m2. Enligt kalkylatorn nedan borde solcelltemperaturen blivit 30±2 grader, om vindhastigheten var 1 m/s (vindhastigheten mäts inte). Den högre temperatur vi uppmätt beror nog i huvudsak på att sensorboxen sitter monterad på en svart takplåt som sitter runt skorstenen till vår braskamin, så det blir ingen ventilation på baksidan av sensorboxen. Huum… det finns fällor med mätningar, sensorboxen borde kanske flyttas och sättas i samma nivå som modulerna, så att det blir en luftspalt mellan taket och sensorboxen.
Här nedan kan du testa själv att beräkna solcelltemperaturen.
Solcelltemperatur och lufttemperatur (Hässlö flygplats) under perioden 9-15 mars 2016. Diagrammet är från Solar Edge monitoring portal.
Global solinstrålning i modulplanet under perioden 9-15 mars 2016. Diagrammet är från Solar Edge monitoring portal (det står felaktigt att mätningen är i horisontalplanet).