Aurinkopaneeliston hyötysuhteen käyttäytymisen määrittäminen havaintojen perusteella

Abstract

Verkkoon kytketty 6 kW aurinkopaneelisto on sijoitettu Saarijärven koulukeskuksen katolle. Käytössä on SANYON HIT-sarjan aurinkokennoja. Paneeliston yhteyteen on sijoitettu mittauskeskus ja erilaisia antureita. Näiden avulla kerätään dataa paneeliston sähköntuotannosta ja sääolosuhteista, joissa paneelistot toimivat. Tätä tutkielmaa aloittaessa aineistoa on kerätty yli kymmenen vuoden ajalta. Aineiston analysointia varten dataa on jouduttu siistimään, sillä aineisto on osittain puutteellista tai virheellistä. Lisäksi paneeliston hetkelliset hyötysuhteet ovat hajaantuneet laajalle alueelle, jolloin sovitusten tekeminen koko datapistejoukkoon ei ole järkevää. Aineistosta on poistettu analyysia varten kaikki selvästi virheellinen data sekä ajan, joina Auringon säteilyteho on ollut alle 80W/m2. Analyysissä päädyttiin lopulta käyttämään vain aurinkoisia kesäpäiviä, sillä muina vuodenaikoina datapistejoukon hajonta oli huomattavaa. Oletettavasti tämä johtuu paneeliston peittymisestä esimerkiksi lumen alle. Aineiston siistimisen jälkeen jokaiselle datapisteelle on laskettu hetkellinen hyötysuhde. Datapistejoukkoon voidaan tehdä lineaarinen sovitus, η(T) = α(T − TSTC) + ηSTC. Sovitukset tehdään sekä koko aineistolle että eri säteilytehoille, kuten 100W/m2 ± 50W/m2, 200W/m2 ± 50W/m2 jne. Koko aineistoille tehdystä sovituksesta saadaan parametreille arvoiksi α = −0,0603±0,0009 ja ηSTC = 16,42±0,02, eli paneeliston hyötysuhde laskee noin 0,06 prosenttiyksikköä paneeliston lämpötilan kasvaessa 1 °C. Muut sovitukset antavat samankaltaisia tuloksia. Saadut tulokset vastaavat oletettua käytöstä, tosin teoreettisesti valmistajan ilmoittamien järjestelmän ominaisuuksien perusteella saadaan kulmakertoimelle hieman suurempi arvo. Sovituksesta saatava hyötysuhde STC-olosuhteissa, 16,0 %, on lähellä valmistajan ilmoittamaa hyötysuhdetta (16,5 %). Käytössä olevat aurinkokennot voivat siten saavuttaa valmistajan ilmoittaman hyötysuhteen myös ilman laboratorio-olosuhteita.