O que é uma expectativa razoável de eficiência em painéis solares modernos?

Se você estiver no hemisfério norte, o menor ângulo do sol no inverno provavelmente está contribuindo para seus números baixos. (Quando o sol está baixo no céu, ele passa por mais atmosfera para alcançar o solo.) Provavelmente você se sairá melhor no verão.

Além disso, o ângulo de inclinação dos painéis deve corresponder à sua latitude. Se os painéis estiverem montados no seu telhado e não estiverem no ângulo ideal (ou não estiverem apontados diretamente para o sul), isso diminuirá sua eficiência. Em qualquer caso, a menos que você tenha painéis de rastreamento ou altere constantemente a inclinação, seus painéis serão apontados exatamente exatamente ao sol duas vezes por ano, e em todos os outros momentos serão ligeiramente desalinhados.

Este site tem uma descrição detalhada dos ângulos de inclinação , mas o resultado é que, se você tiver um array fixo em o ângulo ideal, você só estará recebendo 71% da exposição do que se você tivesse uma matriz de rastreamento constantemente apontada para o sol. Se o seu ângulo não for ótimo você fará ainda pior, obviamente.

EDITAR: Eu também devo salientar que sua definição de "ângulo ótimo" para uma matriz fixa depende do que você está tentando otimizar. Existem algumas maneiras de analisar:

1. Gere o máximo de energia possível durante todo o ano. Os 71% referem-se a esta opção.
2. Gerar a maior quantidade de energia possível no verão, quando o uso de eletricidade pode ser maior devido à alimentação de CA e / ou energia pode custar mais para comprar da rede. Este será um ângulo menor [matriz apontada mais para cima] do que 1), já que o sol está mais alto no céu no verão. O uso de inverno será menor que 1).
3. Tente gerar energia uniformemente ao longo do ano. Este será um ângulo maior [matriz apontada mais para o horizonte]. Esta abordagem tenta aumentar a geração de energia no inverno em relação a 1), em detrimento de alguma potência de verão.

Você tem cinquenta e seis módulos de 240 watts. Cada um deles produz 240 watts sob condições de teste padrão (STC). STC é definido como 1000 W / m ^ 2 de irradiância, temperatura de 25ºC e espectro AM1.5G. Essas condições raramente são alcançadas ao ar livre. Se a temperatura for maior ou a irradiância for menor que a do STC, você terá menos energia.

Normalmente, você só consegue atingir a temperatura de módulo de 25ºC em pleno sol, se a temperatura do ar estiver próxima ao congelamento, portanto, em Phoenix, você provavelmente nunca conseguirá isso. O coeficiente de temperatura dos seus módulos deve estar listado na folha de dados. Para silício é cerca de -0,45% / ºC. Portanto, quando estiver fora de 120 °F e os módulos estiverem funcionando a ~ 25ºC acima disso, a temperatura sozinha fará com que a matriz opere a ~ 22% abaixo da classificação da placa de identificação, mesmo que todo o restante seja perfeito.

A irradiação de que você gosta é a irradiância do plano de matriz (POA), que é a quantidade de sol que cai em uma área inclinada para o mesmo ângulo da matriz. Por padrões residenciais, sua matriz é absolutamente enorme. Se tudo estiver em um único ângulo de inclinação (próximo à latitude-inclinação) e se estiver em um único ângulo de azimute (apontando para o sul), você pode esperar atingir quase 1000 W / m ^ 2 de irradiância em dias ensolarados durante todos os dias. épocas do ano. Se diferentes partes do array se depararem com direções diferentes, normalmente uma será melhor do que as outras. Se isso não for considerado durante o projeto usando vários inversores ou um inversor de múltiplas seqüências, você pode estar perdendo energia dessa incompatibilidade. E, como outros já mencionaram, se o ângulo de azimute não for para o sul e o ângulo de inclinação não for próximo à latitude-inclinação, você perderá energia devido ao baixo ângulo de incidência do sol no array.

Você também apontou corretamente que até mesmo conectar os módulos uns aos outros e a um inversor pode reduzir ainda mais a energia. Se algum dos módulos estiver parcialmente sombreado, você perderá mais energia do que apenas a fração sombreada. Se o seu inversor estiver subdimensionado ou estiver operando em uma temperatura muito alta, ele reduzirá a quantidade produzida, operando os módulos mais longe de seu ponto de máxima potência. Você pode verificar a capacidade do seu inversor em sua folha de dados. Se estiver abaixo da potência total da matriz, envie-a de volta.

Use este site para ver as condições de temperatura e irradiância em Phoenix. Note que você terá que calcular a irradiância POA dos valores de irradiância direta e horizontal dados aqui.

Use esta página para calcular a posição do sol. Se você colocar a rotação da superfície do azimute e os ângulos da inclinação da superfície, você poderá obter o ângulo de incidência entre o sol e sua matriz.

Isso parece um pouco baixo, mas não louco. Eu tenho uma matriz de 3,3 kW DC no meu telhado e durante os horários de pico do dia eu posso obter 2,7 kW AC após o inversor, ou cerca de 80% de eficiência. Eu moro no norte da Califórnia, onde você pode ter dias frios e ensolarados no verão.

Como você está nos EUA, uma coisa que você deve verificar é a Calculadora PVWatts . Esta pequena ferramenta irá tirar muitos dados de você, como tamanho do painel, eficiência nominal, ângulo instalado, eficiência do inversor, etc. e então fará referência cruzada com dados solares históricos para sua localização específica (latitude / longitude) para fornecer uma estimativa de quanto você deve gerar mensalmente. É provavelmente a ferramenta mais precisa disponível. Se você não estiver nessa situação, talvez seja hora de conversar com seus instaladores.