Is er een correlatie tussen spanning en vermogensuitvoer in PV-cellen? Zo ja hoe beïnvloedt het verhogen van de spanning de vermogensuitvoer?

Ja, er is een correlatie tussen spanning en vermogensuitvoer in fotovoltaïsche (PV) cellen. Het verband tussen spanning, stroom en vermogensuitvoer kan worden begrepen via de basisformule voor elektriciteit:

P=V⋅I

waarbij:

• P het vermogen is,

• V de spanning is,

• I de stroom is.

In het kader van PV-cellen dragen zowel de spanning (V) als de stroom (I) bij aan de vermogensuitvoer (P).Het verband is echter niet lineair vanwege de werking van zonnecellen en hun karakteristieke curves.

Hoe het vergroten van de spanning de vermogensuitvoer beïnvloedt

Het vergroten van de spanning kan verschillende effecten hebben op de vermogensuitvoer, afhankelijk van de bedrijfsomstandigheden

Maximum Power Point (MPP)

PV-cellen werken het efficiëntst op een specifiek punt genaamd het maximum power point (MPP), waarbij het product van spanning en stroom maximaal is.

Als je de spanning verhoogt terwijl je dicht bij het MPP blijft, kan de vermogensuitvoer toenemen omdat het product V⋅I groter wordt.

Spanning-stroomcurve

De V−I curve van een PV-cel toont dat wanneer de spanning toeneemt, de stroom afneemt. Dit komt door de interne weerstand en andere verliezen binnen de cel.

Als gevolg hiervan kan het te veel verhogen van de spanning leiden tot een afname van de stroom, wat de totale vermogensuitvoer kan verminderen als het werkingspunt zich verwijdert van het MPP.

Praktische overwegingen

• Werktemperatuur: Hogere temperaturen kunnen de open-circuit spanning (Voc) van een PV-cel verminderen, waardoor de vermogensuitvoer afneemt.

• Celontwerp: Verschillende PV-technologieën (bijvoorbeeld monokristallijn silicium, polykristallijn silicium, dunne film) hebben verschillende spanning-stroomkenmerken en zullen daarom verschillend reageren op veranderingen in de spanning.

Maximalisering van de vermogensuitvoer

Om de vermogensuitvoer van PV-cellen te maximaliseren, is het belangrijk om het maximum power point (MPP) te volgen met technieken zoals Maximum Power Point Tracking (MPPT). MPPT-algoritmen passen de belastingimpedantie aan of gebruiken een variabele DC-DC-converter om ervoor te zorgen dat het systeem op de optimale spanning-stroomcombinatie werkt voor maximale energieopwekking.

Samenvatting

Het vergroten van de spanning in PV-cellen kan potentieel de vermogensuitvoer verhogen als de operatie dicht bij het maximum power point blijft. Echter, te ver van dit punt bewegen kan de vermogensuitvoer verlagen vanwege het inverse verband tussen spanning en stroom in de V−I kenmerkende curve. Daarom is het optimaliseren van het werkingspunt cruciaal voor het maximaliseren van de vermogensuitvoer van PV-systemen.