Auringonmuunnin ominaisuudet ja auringonmuunnin parametrit

Auringonsolmu on aurinkoenergian tuotantojärjestelmän perusyksikkö, jossa sähkö energiaa vedetään suoraan valoenergiasta ilman minkäänlaista välivaihetta. Auringonsolmun toiminta perustuu yksinomaan sen fotovoltaiseen vaikutukseen, ja siksi auringonsolmu tunnetaan myös nimellä fotovoltaissolu. Auringonsolmu on periaatteessa semikonduktori. Auringonsolmu tuottaa sähköä, kun siihen osuu valoa, ja solun päätepisteiden välille muodostuva jännite tai potentiaerokki on kiinteä 0,5 voltia, ja se on melkein riippumaton tapahtuvan valon intensiteetistä, kun taas solun virtakapasiteetti on likimain verrannollinen tapahtuvan valon intensiteettiin sekä solua valolle altistuneen pinnan alueeseen. Jokaisella auringonsolulla on yksi positiivinen ja yksi negatiivinen pääte, kuten kaikilla muillakin akkupolttimilla. Yleensä auringonsoluilla tai fotovoltaissoluilla on negatiivinen etupinta-ottopiste ja positiivinen takapinta-ottopiste. Semikonduktorin p-n-liitos on näiden kahden ottopisteen välissä.

Kun päivävalo osuu solulle, jotkin valon fotonit absorboituvat auringonsolmussa. Osassa absorboituneista foneista on enemmän energiaa kuin semikonduktorikrystalin valenttiaseman ja johtoaseman välisessä energiaväljessä. Tämän vuoksi yksi valenttielektroni saa energian yhdestä fotonista, jolloin se herätetään ja irtoaa siteestä luoden elektroniahdon parin. Nämä elektronit ja ahdot e-h-pareissa tunnetaan nimellä valolta tuotetut elektronit ja ahdot. Valolta tuodut elektronit lähellä p-n-liitosta siirtyvät liitoksen n-tyypin puolelle liitoksen yli olevan sähkökentän sähköstatiseen voimaan. Samalla tavoin valolta tuodut ahdot, jotka luodaan lähellä liitosta, siirtyvät liitoksen p-tyypin puolelle saman sähkökentän sähköstatiseen voimaan. Tällä tavoin muodostuu potentiaerokki solun kahden puolen välillä, ja jos nämä kaksi puolta yhdistetään ulkoisella piirillä, virta alkaa virtaamaan solun positiivisesta päästekohdasta negatiiviseen päästekohdansa. Tämä oli auringonsolmun perustava toimintaperiaate, ja nyt keskustelemme eri parametreista, joihin auringonsoluun tai fotovoltaissoluun liittyvä auringonpaneelin arvosana perustuu. Kun valitaan tietty auringonsolu tietylle projektille, on olennaista tietää auringonpaneelin arvosana. Nämä parametrit kertovat meille, kuinka tehokkaasti auringonsolu voi muuttaa valoa sähköksi.

Auringonsolmun lyhytkircuitivirta

Suurin virta, jonka auringonsolu voi tuottaa ilman, että se vahingoittaa itseään. Se mitataan lyhytkircuitimällä solun päätepisteet optimaalisimmassa solun tilassa maksimivirtauksen tuottamiseksi. Käytin termiä "optimaalinen tila", koska kiinteälle altistuneelle solun pinnalle virtan tuotannon nopeus auringonsolussa riippuu myös valon intensiteetistä ja kulmasta, jolla valo osuu solulle. Koska virtantuoton nopeus riippuu myös solua valolle altistuneen pinnan alueesta, on parempi ilmaista maksimivirtti tiheytenä kuin maksimivirttina. Maksimivirtti tiheys tai lyhytkircuitivirtti tiheyden arvo on suhteellinen maksimi- tai lyhytkircuitivirtaan solua valolle altistuneeseen pinta-alaan.

Missä Isc on lyhytkircuitivirta, Jsc maksimivirtti tiheys ja A on auringonsolmun pinta-ala.

Auringonsolmun avoimen kierroksen jännite

Se mitataan mittaamalla solun päätepisteiden välinen jännite, kun soluun ei ole yhdistetty mitään kuormaa. Tämä jännite riippuu valmistustekniikoista ja lämpötilasta, mutta ei huomattavasti valon intensiteetistä eikä altistuneen pinnan alueesta. Yleensä auringonsolmun avoimen kierroksen jännite on noin 0,5–0,6 volttia. Sitä merkitään yleensä Voc.

Auringonsolmun maksimivoimapistettä

Suurin sähköenergia, jonka yksi auringonsolu voi tuottaa standardoitujen testiohjeiden mukaan. Jos piirrämme auringonsolmun v-i-ominaisuudet, maksimivoima tapahtuu ominaisuuskäyrän kaartumispisteessä. Se näkyy auringonsolmun v-i-ominaisuuden käyrässä Pm.

Maksimivoimapisteen virta

Virta, jolla maksimivoima tapahtuu. Maksimivoimapisteen virta näkyy auringonsolmun v-i-ominaisuuden käyrässä Im.

Maksimivoimapisteen jännite

Jännite, jolla maksimivoima tapahtuu. Maksimivoimapisteen jännite näkyy auringonsolmun v-i-ominaisuuden käyrässä Vm.

Auringonsolmun täyttötekijä

Suhde maksimivoimapisteen virtan ja jännitteen tulon lyhytkircuitivirtan ja avoimen kierroksen jännitteen tulon välillä.

Auringonsolmun tehokkuus

Se määritellään suhteena maksimisähköenergian tuotannon säteilyenergian syöttötulon soluun ja se ilmaistaan prosentteina. Oletetaan, että Maan pinnalla säteilyvoima on noin 1000 wattia/m², joten jos solun altistuneen pinnan alue on A, niin solulle kohdistuva kokonaissäteilyvoima on 1000 A wattia. Siksi auringonsolmun tehokkuus voidaan ilmaista

Lausunto: Kunnioita alkuperäistä, hyviä artikkeleita on jakamisen arvoisia, jos on rikkominen tehty, ota yhteyttä poistamiseksi.