آیا بین ولتاژ و خروجی قدرت در سلول‌های فتوولتائیک ارتباطی وجود دارد؟ اگر بله، چگونه افزایش ولتاژ بر خروجی قدرت تأثیر می‌گذارد

بله، ارتباطی بین ولتاژ و خروجی قدرت در سلول‌های فتوولتائیک (PV) وجود دارد. رابطه بین ولتاژ، جریان و خروجی قدرت می‌تواند از طریق فرمول الکتریکی پایه درک شود:

P=V⋅I

که در آن:

• P قدرت است،

• V ولتاژ است،

• I جریان است.

در زمینه سلول‌های PV، هر دوی ولتاژ (V) و جریان (I) به خروجی قدرت (P) کمک می‌کنند. با این حال، این رابطه خطی نیست به دلیل طبیعت عملکرد سلول‌های خورشیدی و منحنی‌های مشخصه آنها.

تأثیر افزایش ولتاژ بر خروجی قدرت

افزایش ولتاژ می‌تواند تأثیرات مختلفی بر خروجی قدرت داشته باشد بسته به شرایط عملیاتی

نقطه قدرت ماکسیمم (MPP)

سلول‌های PV به صورت موثرترین در یک نقطه خاص به نام نقطه قدرت ماکسیمم (MPP) کار می‌کنند که در آن حاصل ضرب ولتاژ و جریان بیشینه می‌شود.

اگر ولتاژ را افزایش دهید در حالی که نزدیک به MPP باقی می‌مانید، خروجی قدرت ممکن است افزایش یابد زیرا حاصل V⋅I بزرگتر می‌شود.

منحنی ولتاژ-جریان

منحنی V−I یک سلول PV نشان می‌دهد که با افزایش ولتاژ، جریان کاهش می‌یابد. این به دلیل مقاومت داخلی و سایر تلفات درون سلول است.

بنابراین، افزایش ولتاژ خیلی زیاد می‌تواند منجر به کاهش جریان شود که می‌تواند خروجی قدرت کلی را کاهش دهد اگر نقطه عملیاتی از MPP دور شود.

اعتبارهای عملی

• دمای عملیاتی: دمای بالاتر می‌تواند ولتاژ باز-مدار (Voc) یک سلول PV را کاهش دهد و خروجی قدرت را کاهش دهد.

• طراحی سلول: فناوری‌های مختلف PV (مانند سیلیکون تک‌بلوری، سیلیکون چندبلوری، لایه نازک) ویژگی‌های ولتاژ-جریان متفاوتی دارند و بنابراین واکنش‌های متفاوتی به تغییرات ولتاژ نشان می‌دهند.

بیشینه‌سازی خروجی قدرت

برای بیشینه‌سازی خروجی قدرت سلول‌های PV، مهم است که نقطه قدرت ماکسیمم (MPP) را با استفاده از تکنیک‌هایی مانند ردیابی نقطه قدرت ماکسیمم (MPPT) پیگیری کنید. الگوریتم‌های MPPT مقاومت بار یا استفاده از یک تبدیل‌دهنده DC-DC متغیر را تنظیم می‌کنند تا اطمینان حاصل شود که سیستم در ترکیب ولتاژ-جریان بهینه برای تولید بیشینه قدرت عمل می‌کند.

خلاصه

افزایش ولتاژ در سلول‌های PV می‌تواند خروجی قدرت را افزایش دهد اگر عملیات نزدیک به نقطه قدرت ماکسیمم باقی بماند. با این حال، حرکت خیلی زیاد از این نقطه می‌تواند خروجی قدرت را به دلیل رابطه معکوس بین ولتاژ و جریان در منحنی V−I کاهش دهد. بنابراین، بهینه‌سازی نقطه عملیاتی برای بیشینه‌سازی خروجی قدرت سیستم‌های PV بسیار مهم است.