Bức xạ khuếch tán và ảnh hưởng của nó đến quang điện

Vào mùa thu và mùa đông, bức xạ khuếch tán có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất của hệ thống PV. Bài viết này giải thích ý nghĩa của bức xạ khuếch tán và mức độ của nó ở Hoa Kỳ.

Bức xạ khuếch tán là gì?

Bức xạ khuếch tán là bức xạ mặt trời không chiếu tới bề mặt trái đất trực tiếp từ mặt trời. Các tia mặt trời bị hấp thụ và phân tán bởi các đám mây, phân tử không khí, sol khí và các hạt khí quyển trước khi chúng tới trái đất. Sự tán xạ này làm cho các tia mặt trời chiếu tới bề mặt trái đất ở các góc khác nhau.

Cùng với bức xạ trực tiếp, bức xạ khuếch tán tạo thành bức xạ toàn cầu.

Sự khác biệt giữa bức xạ khuếch tán và bức xạ trực tiếp là gì?

Ngược lại với bức xạ khuếch tán, bức xạ trực tiếp tới bề mặt trái đất trực tiếp từ mặt trời mà không bị tán xạ và có cường độ mạnh và tập trung hơn.

Bức xạ khuếch tán được đo như thế nào?

Nhiệt kế được sử dụng để đo bức xạ toàn cầu, là kết quả của sự kết hợp giữa bức xạ mặt trời trực tiếp và gián tiếp. Bằng cách sử dụng vòng bóng hoặc đĩa để chặn bức xạ mặt trời trực tiếp, nhiệt kế có thể đo bức xạ mặt trời khuếch tán bị phân tán bởi các phân tử không khí, hạt và đám mây.

Tỷ lệ bức xạ khuếch tán ở Mỹ cao bao nhiêu?

Bức xạ khuếch tán chiếm 50% bức xạ toàn cầu ở Mỹ. Vào mùa hè, bức xạ trực tiếp chiếm ưu thế, trong khi vào mùa đông, bức xạ khuếch tán tới trái đất chủ yếu là bức xạ khuếch tán.

Khi bầu trời quang đãng, bức xạ toàn cầu ở Mỹ là khoảng 1,000 W/mXNUMX, hầu hết là bức xạ trực tiếp. Với độ che phủ của mây ngày càng tăng, tỷ lệ bức xạ khuếch tán cũng tăng lên.

Điều kiện thời tiết Mùa hè Mùa đông Bầu trời quang đãng 1,000 W / m² 500 W / m² Mây che phủ nhẹ 600 - 800 W/mXNUMX 300 - 400 W/mXNUMX Mây che phủ nhẹ đến trung bình 300 - 600 W/mXNUMX 150 - 300 W/mXNUMX Mây che phủ dày đặc 100 - 300 W/mXNUMX 50 - 150 W/mXNUMX

Những yếu tố nào quyết định bức xạ khuếch tán?

Tỷ lệ bức xạ khuếch tán được xác định bởi hai yếu tố ảnh hưởng. Về lâu dài, vị trí có ý nghĩa quyết định vì bức xạ toàn cầu càng mạnh khi bạn càng đến gần xích đạo. Trong ngắn hạn, bức xạ khuếch tán được xác định bởi các đám mây, phân tử không khí, sol khí và các hạt khí quyển.

Bức xạ khuếch tán có ảnh hưởng gì đến hiệu suất của quang điện?

Nhìn chung, bức xạ khuếch tán dẫn đến hiệu suất của hệ thống PV thấp hơn so với những ngày nắng đẹp với tỷ lệ bức xạ trực tiếp cao. Tuy nhiên, ở vùng khí hậu ôn đới nơi trời thường nhiều mây, sản lượng vẫn có thể đáng kể trong suốt cả năm.

Dưới đây là một số điểm minh họa cho ảnh hưởng này:

Cường độ giảm: bức xạ khuếch tán ít cường độ hơn bức xạ mặt trời trực tiếp. Điều này có nghĩa là năng lượng chạm vào các mô-đun quang điện thấp hơn, dẫn đến sản lượng điện phát ra thấp hơn;

Phân bố đồng đều hơn: Mặt khác, bức xạ khuếch tán được phân bố đồng đều hơn và đến các mô-đun từ các hướng khác nhau. Điều này có thể có lợi cho việc lắp đặt không được định hướng tối ưu về phía mặt trời;

Hiệu suất tốt hơn với một số công nghệ nhất định: Một số công nghệ quang điện, chẳng hạn như tế bào màng mỏng, có thể phản ứng tốt hơn với bức xạ khuếch tán so với tế bào silicon tinh thể thông thường. Điều này có nghĩa là những công nghệ này hoạt động tương đối tốt hơn vào những ngày nhiều mây. Nhiệt độ mát hơn: Những ngày nhiều mây thường mát hơn, điều này có thể cải thiện hiệu suất của các mô-đun quang điện vì nhiệt độ cao ảnh hưởng đến hiệu suất của chúng.

Do bức xạ khuếch tán tương đối cao, các hệ thống quang điện ở Mỹ thường được thiết kế để tận dụng tối đa những điều kiện này. Điều này được thực hiện bằng cách lựa chọn công nghệ phù hợp hoặc điều chỉnh độ nghiêng và hướng của các mô-đun năng lượng mặt trời.