Charakteristiky solárního článku a parametry solárního článku

Sluneční článek je základní jednotkou systému pro výrobu sluneční energie, kde se elektrická energie přímo extrahuje z světelné energie bez jakéhokoli mezistupně. Funkce slunečního článku závisí pouze na jeho fotovoltaickém efektu, proto se také nazývá fotovoltaický článek. Sluneční článek je v podstatě polovodičové zařízení. Elektrickou energii vyrobí, když na něj dopadne světlo, a napětí nebo rozdíl potenciálů mezi koncovými styči článku je pevně stanoveno na 0,5 volt a je téměř nezávislé na intenzitě dopadajícího světla, zatímco kapacita proudu článku je téměř úměrná intenzitě dopadajícího světla a ploše, která je vystavena světlu. Každý sluneční článek má jeden kladný a jeden záporný terminál, stejně jako všechny ostatní typy bateriových článků. Typicky má sluneční nebo fotovoltaický článek záporný přední kontakt a kladný zadní kontakt. Polovodičový p-n přechod se nachází uprostřed těchto dvou kontaktů.

Když na článek dopadne sluneční světlo, některé fotony tohoto světla jsou absorbovány slunečním článkem. Některé z absorbovaných fotonů budou mít energii větší než energetická mezera mezi valenčním pásmem a vodivým pásmem v krystalu polovodiče. Proto získá jeden valenční elektron energii od jednoho fotonu, stane se vzrušený a vyskočí z vazby a vytvoří jeden dvojici elektron-díra. Tyto elektrony a díry e-h dvojic se nazývají světlem generované elektrony a díry. Světlem generované elektrony blízko p-n přechodu se přesouvají na stranu s n-typem kvůli elektrostatické síle pole napříč přechodem. Podobně se světlem generované díry vytvořené blízko přechodu přesouvají na stranu s p-typem kvůli téže elektrostatické síle. Tímto způsobem se mezi oběma stranami článku vytvoří rozdíl potenciálů a pokud tyto dvě strany spojí externí okruh, proud začne proudit od kladného ke zápornému terminálu slunečního článku. To byl základní princip fungování slunečního článku, teď se budeme zabývat různými parametry slunečního nebo fotovoltaického článku, na které závisí hodnocení slunečního panelu. Při výběru konkrétního slunečního článku pro specifický projekt je nezbytné znát hodnocení slunečního panelu. Tyto parametry nám říkají, jak efektivně sluneční článek dokáže převést světlo na elektrickou energii.

Proud krátkého zapojení slunečního článku

Maximální proud, který sluneční článek může dodat bez poškození své vlastní konstrukce. Měří se krátkým zapojením terminálů článku za nejlepších podmínek článku pro dosažení maximálního výkonu. Použil jsem termín "optimalizované podmínky", protože pro pevně danou expozovanou plochu článku také závisí na intenzitě světla a úhlu, pod kterým světlo dopadá na článek. Protože produkce proudu závisí také na expozované ploše článku, je lepší vyjádřit maximální hustotu proudu místo maximálního proudu. Maximální hustota proudu nebo hustota proudu krátkého zapojení je nic jiného než poměr maximálního nebo krátkého zapojení proudu k expozované ploše článku.

Kde Isc je proud krátkého zapojení, Jsc maximální hustota proudu a A je plocha slunečního článku.

Napětí otevřeného okruhu slunečního článku

Měří se měřením napětí mezi terminály článku, když není k článku připojen žádný zátěž. Toto napětí závisí na metodách výroby a teplotě, ale neúměrně na intenzitě světla a ploše expozice. Obvykle je napětí otevřeného okruhu slunečního článku téměř rovno 0,5 až 0,6 voltu. Obvykle se označuje Voc.

Bod maximálního výkonu slunečního článku

Maximální elektrický výkon, který může sluneční článek dodat za standardních testovacích podmínek. Pokud nakreslíme charakteristiku v-i slunečního článku, maximální výkon nastane v oblouku charakteristikové křivky. Je to znázorněno v charakteristice v-i slunečního článku pomocí Pm.

Proud v bodě maximálního výkonu

Proud, při kterém nastane maximální výkon. Proud v bodě maximálního výkonu je znázorněn v charakteristice v-i slunečního článku pomocí Im.

Napětí v bodě maximálního výkonu

Napětí, při kterém nastane maximální výkon. Napětí v bodě maximálního výkonu je znázorněno v charakteristice v-i slunečního článku pomocí Vm.

Plnění slunečního článku

Poměr součinu proudu a napětí v bodě maximálního výkonu k součinu proudu krátkého zapojení a napětí otevřeného okruhu slunečního článku.

Účinnost slunečního článku

Definuje se jako poměr maximálního elektrického výstupu k radiaci vstupující do článku a vyjadřuje se v procentech. Považuje se, že radiace na Zemi je přibližně 1000 vatů na metr čtvereční, takže pokud je expozovaná plocha článku A, pak celková radiace na článek bude 1000 A watů. Účinnost slunečního článku lze tedy vyjádřit jako

Prohlášení: Respektujte původ, dobaře napsané články jsou hodné sdílení, pokud dojde k porušení autorských práv, prosím, kontaktujte nás pro odstranění.