Das Erdmagnetfeld beeinflusst die Leistung von PV-Modulen
Forscher in Kenia sagen, dass das geomagnetische Feld den Umwandlungswirkungsgrad von Sonnenkollektoren zwischen dem Äquator und einem Breitengrad von 50 Grad um 0,21% reduzieren könnte. Ihre Analyse zeigte, dass das komplexe Magnetfeld eine Zunahme des Modulfüllfaktors und eine Abnahme der maximalen Leistung bestimmen kann.
Forscher an der Multimedia-Universität von Kenia haben behauptet, dass das Erdmagnetfeld die Leistung von Solarpaneelen in der gleichen Weise beeinflusst wie die Felder von Stromleitungen, Transformatoren und anderen elektrischen Geräten.
Die kenianische Gruppe analysierte die Leistung eines multikristallinen Solarpanels, das durch ein statisches Magnetfeld beeinflusst wird, das, wie sie errechneten, dem „geomagnetischen Feld“ entspricht, das die Erde vor dem Sonnenwind der kosmischen Partikel von der Sonne schützt.
Die Wissenschaftler beobachteten, dass ihr statisches Magnetfeld eine beträchtliche Variation der Spannungs- und Stromparameter, des Füllfaktors, der maximalen Leistung und des Umwandlungswirkungsgrades des Panels verursachte. Die Veränderungen wurden durch den „Hall-Effekt“ hervorgerufen, der die Spannungsunterschiede über einem elektrischen Leiter bestimmt. Die Hallspannung, so die Wissenschaftler, beeinflusst die Trägerbeweglichkeit durch den Magnetwiderstand, was wiederum zu einer Erhöhung des Zellwiderstands in Gegenwart eines Magnetfelds führt.
Wirkung
Als das statische Feld im Experiment erhöht wurde, fielen der Kurzschlussstrom des Solarmoduls und der Strom im Punkt maximaler Leistung erheblich, während die Leerlaufspannung und die Spannung im Punkt maximaler Leistung leicht abnahmen. Diese Parameter führten zusammen zu einer Erhöhung des Füllfaktors des Panels und einer Verringerung der maximalen Leistung sowie zu einem Rückgang des Umwandlungswirkungsgrads um 0,21%.
„Die Ergebnisse zeigten einen Anstieg der [Modul]-Aktivitätsfläche pro Kilowatt [Wert] von 0,08 m²/kW erzeugter elektrischer Leistung, was einem Anstieg der Installationskosten um 1,31% aufgrund des verringerten Wirkungsgrads entspricht“, sagte die kenianische Gruppe.
Die Stärke des Erdmagnetfelds liegt zwischen 25.000 und 65.000 Nano-Tesla (nT) mit Werten von 31-58.000 nT zwischen dem Äquator und dem 50. Breitengrad.
Die Komplexität des geomagnetischen Feldes macht es schwierig, es zu beobachten und vorherzusagen. Neueren Studien zufolge hat das Feld in den letzten 200 Jahren rund 9% seiner Stärke verloren und in der Region der „Südatlantischen Anomalie“, die sich von Afrika bis Südamerika erstreckt, mehr Schwäche gezeigt.
Die Ergebnisse der kenianischen Studie wurden in dem Papier „Investigation into the effects of the earth’s magnetic field on the conversion efficiency of solar cells“ (Untersuchung der Auswirkungen des Erdmagnetfeldes auf die Umwandlungseffizienz von Solarzellen) vorgestellt, das in Renewable Energy und auf der ScienceDirect-Website veröffentlicht wurde.
- „Earth’s magnetic field affecting PV panel performance“ | Researchers in Kenya say the geomagnetic field could reduce solar panel conversion efficiency 0.21% between the equator and a 50-degree latitude. Their analysis showed the complex magnetic field can determine increases in module fill factor and falls in maximum power.
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Quelle
Der Bericht wurde von
der Redaktion „pv-magazine“ (Emiliano Bellini) 2020 verfasst –
der Artikel darf nicht ohne Genehmigung weiterverbreitet werden! | „pv magazine“ 05/2020
