آموزش 4- مدار معادل یک سلول فتوولتائیک

مدار معادل یک سلول فتوولتائیک

با توجه به توضیحات فوق مدار معادل یک سلول فتو ولتائیک متشکل از یک منبع جریان وابسته به نور است که در جهت عکس دیود پیوند PN قرار دارد . Rs مقاومت اتصالات الکترود سلول است

معادلات و روابط ریاضی

جریان خروجی سلول I در حالتی که نور به سلول می تابد به صورت زیر خواهد بود که در آن Iph جریان ناشی از حامل های اقلیت است و ID جریان دیود پیوند PN است که جهتش عکس جریان حامل های اقلیت است و از آن کم میشود:

(1) I=Iph-ID

(2) ID=I0 exp(VD /Vt)=I0 exp(eVD /mkT)

 جریان دیود نیز از رابطه بالا بدست می آید در این رابطه

 m ضریب ایده آل سازی

 k ثابت بولتزمان1.38x10-23 J/K

 e بار یک الکترون1.6x10-19 C

 T دمای مطلق سلول برحسب  کلوین

 Vt ولتاژ حرارتی   mkT/e

در حالت بی باری I=0 :

(3) VD=Vo.c

(4) Iph=ID=I0 exp(eVo.c /mkT)

(5) Vo.c=(mkT/e) x ln(Iph/I0)

  در حالت اتصال به بار:

(6) VD=V+RsI

(7) I=Iph-ID=Iph-I0 exp(eVD /mkT)

با اضافه و کم کردن ترم eVo.c/mkT و جایگذاری روابط (4) و (6) در (7) خواهیم داشت:

(8) I=Iph[1-exp[(V+RsI-Vo.c)e/mkT]

 در حالت اتصال کوتاه V=0:

(9) Isc=Iph[1-exp[(RsIsc-Vo.c)e/mkT]