آموزش 6- پنل خورشیدی

پنل خورشیدی

پنل یا ماژول خورشیدی از تعداد زیادی سلول سری تشکیل شده است تا ولتاژ  ماژول به حد قابل قبولی برسد. در زیر مشخصات یک پنل خورشیدی ساخت امریکا از برند  SUNPOWER آورده شده است.

 

MODEL:  SPR-327NE-WHT-D
ELECTRICAL DATA
STC: 1000W/m2, 25° C cell Tmp,  1m/s wind speed
Peak Power (+5/-3%)	Pmax	327 W
Cell Efficiency	η	22.5 %
Panel Efficiency	η	20.1 %
Rated Voltage	Vmpp	54.7 V
Rated Current	Impp	5.98 A
Open-Circuit  Voltage	Voc	64.9 V
Short-Circuit Current	Isc	6.46 A
Maximum System Voltage	UL	600 V
Temperature  Coefficients	Power (P)	-0.38% / K
	Voltage (Voc)	-176.6mV / K
	Current (Isc)	3.5mA / K
NOCT: 800W/m2, 20° amb. Temp., 45° C +/-2° C cell, Tmp  1m/s wind speed
Power	Pnom	248 W
Operating Voltage	Vmpp	51.5V
Operating Current	Impp	4.82A
Open-Circuit  Voltage	Voc	60.8V
Short-Circuit Current	Isc	5.22A
NOCT % of rated	Pnom/Pmax	75.9%
Series Fuse Rating                                                             20 A
Grounding         Positive grounding not required
MECHANICAL DATA
Solar Cells	96 SunPower MaxeonTM cells
Front Glass	High transmission tempered glass with anti-reflective (AR) coating
Junction Box	IP-65 rated with 3 bypass diodes Dimensions: 32 x 155 x 128 mm
Maximum Load	NA
Solar Cells, Busbars	NA
Output Cables	1000mm length cables / MultiContact (MC4) connectors
Frame	Anodized aluminum alloy type 6063 (black)
Weight	41.0 lbs (18.6 kg)
Dimension	1559 x1046 x 30 mm
TESTS AND CERTIFICATIONS
Standard tests	UL 1703, IEC 61215, IEC 61730
Ammonia test	IEC 62716
Salt-spray test	IEC 61701 (max. severity)
Quality tests	ISO 9001:2008, ISO 14001:2004
EHS Compliance	RoHS, OHSAS 18001:2007
PID test	Potential-Induced Degradation free-1000V

STC: شرایط تست استاندارد (دمای سلول 25 درجه ، میزان تابش 1000 وات و سرعت باد 1m/s)

NOCT: شرایط دمای کار نامی سلول (دمای سلول 45 درجه ، دمای محیط 20 درجه میزان تابش 800 وات و سرعت باد 1m/s)

مشخصات پنل شامل مشخصات الکتریکی ، مکانیکی و تست ها و گواهی نامه ها است مشخصات الکتریکی اسمی تحت شرایط استاندارد تست (STC) است

Pmax  توان الکتریکی ماکزیمم است که همان توان اسمی پنل در شرایط استاندارد است توان واقعی معمولا کمتر از این مقدار است.

Pnom توان پنل  تحت شرایط دمای کار نامی سلول (NOCT) است و معمولا حدود 75 درصد توان اسمی است

راندمان پنل خورشیدی: راندمان پنل خورشیدی

Vmpp ولتاژ پنل در توان ماکزیمم است

Impp جریان پنل در توان ماکزیمم است

Vo.c ولتاژ مدار باز پنل است

Is.c جریان اتصال کوتاه پنل است

UL ماکزیمم ولتاژ قابل تحمل سیستم است

Temperature  Coefficients

ضریب دمایی پنل است که برای محاسبه میزان افت ولتاژ و افت توان ناشی از افزایش دما از آن استفاده میشود افت توان به ازاء هر در جه افزایش دما از دمای استاندارد سلول 25 در جه، معمولا بین 0.3 تا 0.5 در صد است.

مثلا اگر دمای محیط 20 درجه افزایش یابد و به 40 درجه برسد و افزایش دمای سلول هم به طور خطی در نظر گرفته شود (حدود 45 درجه) توان حدود 8 درصد افت می کند.

البته افزایش دما اگرچه باعث افت محسوس ولتاژ و توان می شود اما باعث افزایش نامحسوس جریان نیز می شود

تغییرات شدت تابش (Irradiance)

شدت تابش نیز تقریباً به طور خطی بر توان خروجی پنل تاثیر می گذارد و کاهش شدت تابش کاهش توان، ولتاژ و جریان را به همراه دارد

راندمان پنل خورشیدی با تقسیم توان اسمی پنل بر سطح مقطع آن به دست می آید(البته آنرا باید در ضریب 1000/100 یا در 10 ضرب نمود)

تعریف راندمان: نسبت توان اسمی پنل در هر متر مربع به توان تابشی خورشیدبر هر متر مربع

u=100(Pmax/A.1000)

 درحقیقت میزان توان تابشی خورشید در هر متر مربع در ظهر تابستان حدود 1000 وات بر متر مربع است و اگر یک پنل به ازاء هر متر مربع 1000 وات توان تولید کند راندمان آن صد در صد است که در حال حاضر این عدد حداکثر حدود 22 درصد برای بهترین پنل های منو کریستال است  و به طور معمول حدود 15 درصد برای پنل های پلی کریستال و حدود 17 درصد برای پنل های مونو کریستال است.

انواع پنل خورشیدی

پنل های خورشیدی از نظر ساختار به سه دسته منو کریستال، پلی کریستال و فیلم نازک(thin film) تقسیم می شود

 پنل خورشیدی منو کریستال: 

دارای راندمان اسمی بیشتری است عموما حدود ۱۷ درصد بنابراین به ازائ توان اسمی ثابت جای کمتری نسبت به دو نوع دیگر اشغال می کند اما این راندمان بیشتر در شرایط تابش عمودی آفتاب است قیمت پنل های منو کریستال غالبا بیشتر از دونوع دیگر است.

پنل خورشیدی پلی کریستال:

رایج ترین نوع پنل، راندمان آنها اغلب در محدوده ۱۵ درصد است اما دارای عملکرد بهتر در محیط هایی است که تابش نور آفتاب به صورت پراکنده است

پنل خورشیدی فیلم نازک: استفاده از این پنل ها در حال فراگیر شدن است از محاسن آنها می توان به  قیمت کمتر آنها و نمونه های قابل انعطاف اشاره نمود ولی راندمان آنها کمتر ازدو نوع دیگر است و حدود ۱۲ در صد است