Технічні характеристики сонячних панелей: основні терміни, які потрібно знати

Технічний опис сонячної панелі зазвичай містить дані технічних характеристик, такі як потужність, струм і напруга за різних умов випробувань. Це головний аспект для порівняння продуктивності сонячних панелей. Для вимірювання цих ключових параметрів використовуються три стандарти умов випробувань, кожен із своїм підходом та контекстом.

Перед подальшим розглядом специфікації продукту було б краще заздалегідь зрозуміти деякі терміни та параметри, які використовуються для ухвалення рішення, яке відповідає нашим вимогам до потужності.

Умови випробувань сонячних панелей: STC, PTC та NOCT.

Стандартні умови випробувань (STC) – це широко використовується галузевий стандарт для випробувань. сонячні панелі та їх електричні властивості. Це зумовлено вимогою справедливого порівняння виробників, що потребує розробки широко застосовуваного стандарту. Як примітка, параметр температури комірки використовується замість температури навколишнього середовища у цьому стандарті. Цей тест проводиться в ідеальних умовах, коли сонячне світло знаходиться на піку, панель розташована перпендикулярно до сонця, а температура навколишнього середовища досить низька, щоб перегрів малоймовірний.

STC в основному враховується при розрахунку обсягу обладнання та його співвідношення з номінальною потужністю. Однак, рейтинг STC не відображає всю продуктивність сонячної панелі, оскільки деякі параметри продуктивності, такі як температурний коефіцієнт і чутливість, не враховуються належним чином.Сам по собі рейтинг STC також не вказує на якість складання та те, наскільки добре він працює у реальних умовах.

Для виконання цієї вимоги було створено інший набір тестових умов, відомий як тестова умова PVUSA (PTC). PVUSA розшифровується як Photovoltaics for Utility-Scale Applications і розробляється Національною лабораторією відновлюваних джерел енергії (NREL). На відміну від STC PTC встановлює температуру навколишнього середовища при випробуваннях. і моделює підвищення температури осередку за певних швидкостях вітру.

Температура повітря: 20°C
Освітленість: 1000 Вт/м²
Швидкість вітру: 1 м/с
Маса повітря: 1.5
Випробовано на висоті 10 м над рівнем землі.

Рейтинг PTC завжди буде нижчим за рейтинг STC через більш реалістичні умови тестування, але він може більш точно оцінити продуктивність, наприклад, події втрати харчування, які можуть статися в режимі реального часу. Це з фізичним фактом, що й панель нагрівається, вихідна напруга падає, а разом із і потужність. Втрата потужності значно впливає на продуктивність і стає ключовою характеристикою, яку слід враховувати під час вибору сонячних батарей.

Коли клітини піддаються впливу сонячного світла, температура може піднятися вище температури навколишнього середовища. Оскільки температура осередку впливає на продуктивність загалом, дуже важливо визначити робочу температуру панелі, яку важко визначити кількісно через змінні умови довкілля. Отже, необхідно встановити стандарт вимірювання температури комірки. Робоча температура елемента сонячної панелі відповідно до цього стандарту визначається як номінальна робоча температура елемента (NOCT).Як правило, NOCT буде приблизно на 20-25°C вищою, ніж температура навколишнього середовища, при середній температурі близько 45°C.

Хоча NOCT не потрібне для проектування, цей параметр може вказувати, наскільки добре панель працює в різних умовах, особливо з тепловими характеристиками. При порівнянні двох панелей з однаковим рейтингом STC рейтинг PTC і NOCT можна використовувати як додатковий показник порівняння.

Що таке ККД та температурний коефіцієнт сонячної панелі?

Ефективність модуля (%) пов'язана з тим, скільки поглиненого випромінювання може бути перетворено на електрику STC. Для сонячних панелей кількість виробленої електроенергії залежить від значення ефективності та умов довкілля, які впливають на кількість отриманого випромінювання. Тим не менш, більш ефективна панель забезпечуватиме таку ж кількість енергії при зменшенні розміру панелі.

Тим часом, температурний коефіцієнт (%/°C) описує відсоток пікових втрат потужності на 1 ° C підвищення температури STC. Температурний коефіцієнт та NOCT можна використовувати для оцінки втрат потужності в робочих умовах за наступним рівнянням:

Виходячи з цього співвідношення, менший температурний коефіцієнт та NOCT призведуть до менших втрат потужності. Таким чином, очікується більш висока продуктивність. Це рівняння показує різницю у продуктивності операцій у реальних умовах порівняно з ідеальними умовами.

Як ККД, і температурний коефіцієнт залежить від матеріалу модуля, типу осередку і виробничого процесу. Крім того, ці значення тісно пов'язані з робочою температурою.Температурний коефіцієнт, як зазначалося раніше, визначає величину втрат потужності, пропорційну до підвищення температури. Втрата потужності означатиме зниження вихідної потужності, що призведе до зниження відсотка ефективності. На закінчення, температурний коефіцієнт визначає ефективність панелі з погляду того, скільки електроенергії втрачається за її робочої температури.

Основні електричні терміни, які потрібно знати

Вихідні відносини модуля представлені на графіку, що називається «IV-крива». Це відноситься до значення струму та напруги, що відповідають потужності, з урахуванням випромінювання в кожному конкретному робочому режимі.

Максимальна потужність (Pmax)

Pmax (Вт) – максимальна номінальна вихідна потужність при STC. Оскільки цей параметр вимірюється в ідеальних умовах, потрібен порівняльний параметр, який доречно вимірюється в робочих умовах, подібних до реальних, наприклад PTC. Порівняння Pmax з номінальною потужністю PTC дасть нам повніший огляд продуктивності.

На наведеному вище графіку показано, що Pmax досягається безпосередньо перед падінням напруги у разі підвищення температури осередку. Він виходить із твору струму та напруги при певних значеннях, відомих як Vmpp та Impp.

Значення Pmax може бути нижчим або вищим під час вимірювання і може відрізнятися для кожної панелі, оскільки сонячні елементи виготовляються партіями. Масовий тест проводиться для вимірювання вихідної потужності, і панель буде відсортована до групи діапазонів на основі цього сегментації продажів. Отже, допустима потужність (Вт або %) визначається, щоб дати більш детальну інформацію про відхилення Pmax.p align="justify"> Робочий струм і напруга можуть значно відрізнятися для роботи на кожному кінці допустимого діапазону, визначаючи результуючу вихідну потужність.

Максимальна напруга точки живлення (Vmpp)

Vmpp (В) - це напруга, при якому досягається Pmax. Зазвичай його вказано у специфікації сонячної панелі. Це залежить переважно від температури і різко падає при певному температурному порозі.

Максимальний струм точки живлення (Impp)

Impp(A) - це струм, при якому досягається Pmax. Зазвичай його вказано у специфікації сонячної панелі.

Напруга холостого ходу (Voc)

Voc (В) – це напруга без навантаження. Він є максимальною напругою і зазвичай використовується для визначення конфігурації сонячної панелі для кількості панелей, підключених послідовно до інвертора/контролера заряду. Важливо не допустити перенапруги, які можуть пошкодити обладнання.

Струм короткого замикання (Isc)

Isc (A) - струм у режимі холостого ходу. Він є максимальним струмом, коли коротке замикання відбувається при з'єднанні позитивного і негативного висновків дроту. Це важливо з точки зору безпеки та забезпечення потреб у захисних пристроях, таких як запобіжники або вимикачі.

Інші терміни, пов'язані з продуктивністю панелі

Вітрове навантаження

Вітрове навантаження (Па), також відоме як максимальне статичне навантаження на спину, відноситься до сили вітру, яку може витримати панель. Сила вітру пропорційна швидкості вітру. У разі екстремальних погодних умов монтаж панелі вимагатиме особливої ​​уваги, щоб гарантувати надійність системи.

Снігове Навантаження

Снігове навантаження (Па), також відоме як максимальне статичне навантаження спереду, відноситься до тиску статичної ваги снігу, який може витримати панель. Для місцевості з сильним снігопадом рекомендується використовувати міцнішу панель, щоб її було складніше зламати.

Висновки

STC, як і раніше, є найчастіше використовуваним стандартом для заводських випробувань сонячних панелей. Якщо в специфікаціях вказано рейтинги PTC або NOCT, може знадобитися додаткове порівняння загальної продуктивності. Тестування в умовах PTC та NOCT також рекомендується для отримання технічних даних щодо специфікацій сонячних панелей. Деякі характеристики, такі як ККД і втрати потужності, можуть бути описані краще з використанням умов випробувань, аналогічних умов експлуатації. Ми також повинні враховувати екологічні та кліматичні фактори. на додаток до технічних параметрів, оскільки вони впливають на продуктивність сонячної панелі та міцність конструкції, необхідної для встановлення.