Características dunha célula solar e parámetros dunha célula solar

A célula solar é a unidade básica do sistema de xeración de enerxía solar onde a enerxía eléctrica extraese directamente da enerxía luminosa sen ningún proceso intermedio. O funcionamento dunha célula solar depende exclusivamente do seu efecto fotovoltaico, polo que tamén se coñece como célula fotovoltaica. A célula solar é basicamente un dispositivo semiconductor. A célula solar xera electricidade cando a luz incide nela e a tensión ou diferenza de potencial estabelecida entre os terminais da célula fíxase en 0,5 voltios e é case independente da intensidade da luz incidente, mentres que a capacidade de corrente da célula é proporcional á intensidade da luz incidente así como á área exposta á luz. Cada célula solar ten un terminal positivo e un negativo, como todas as outras células de batería. Tipicamente, unha célula solar ou fotovoltaica ten un contacto frontal negativo e un contacto traseiro positivo. Unha xuncción p-n de semiconductores está no medio destes dous contactos.

Cando a luz solar incide na célula, algúns fotóns da luz son absorbidos pola célula solar. Algunhas dos fotóns absorbidos terán unha enerxía maior que a brecha de enerxía entre a banda de valencia e a banda de conducción no cristal de semiconductor. Polo tanto, un electrón de valencia obtén enerxía dun fotón e excítase e salta fora do vínculo, creando un par electrón-buraco. Estes electrones e buracos de pares e-h chamáronse electrones e buracos xerados pola luz. Os electrones xerados pola luz próximos á xuncción p-n migran ao lado tipo n da xuncción debido á forza electrostática do campo a través da xuncción. De xeito similar, os buracos xerados pola luz creados próximos á xuncción migran ao lado tipo p da xuncción debido á mesma forza electrostática. De esta maneira, estabelece unha diferenza de potencial entre os dous lados da célula e, se estes dous lados están conectados por un circuito externo, a corrente comezará a fluir do terminal positivo ao negativo da célula solar. Este foi o principio básico de funcionamento dunha célula solar, agora discutiremos diferentes parámetros dunha célula solar ou fotovoltaica sobre os cales depende a calificación dun painel solar. Ao escoller unha célula solar específica para un proxecto concreto, é esencial coñecer as calificacións dun painel solar. Estes parámetros dinos canto eficientemente pode converter a luz en electricidade unha célula solar.

Corrente de Circuíto Cortado da Célula Solar

A corrente máxima que unha célula solar pode entregar sen danar a súa propia construción. Métrase ao cortocircuitar os terminais da célula nas condicións máis optimizadas da célula para producir a saída máxima. Utilicei o termo "condicións optimizadas" porque, para unha superficie exposta fixa, a taxa de produción de corrente nunha célula solar tamén depende da intensidade da luz e do ángulo no que a luz incide na célula. Como a produción de corrente tamén depende da área de superficie da célula exposta á luz, é mellor expresar a densidade de corrente máxima en lugar da corrente máxima. A densidade de corrente máxima ou a densidade de corrente de circuíto cortado non é nada máis que a razón entre a corrente máxima ou de circuíto cortado e a área exposta da célula.

Onde, Isc é a corrente de circuíto cortado, Jsc a densidade de corrente máxima e A é a área da célula solar.

Tensión de Circuíto Aberto da Célula Solar

Métrase midindo a tensión entre os terminais da célula cando non hai carga conectada á célula. Esta tensión depende das técnicas de fabricación e da temperatura, pero non en gran medida da intensidade da luz e da área de superficie exposta. Normalmente, a tensión de circuíto aberto dunha célula solar é case igual a 0,5 a 0,6 voltios. Normalmente denótase por Voc.

Punto de Potencia Máxima da Célula Solar

A potencia eléctrica máxima que unha célula solar pode entregar nas súas condicións de proba estándar. Se dibuxamos as características v-i dunha célula solar, a potencia máxima ocorrerá no punto de inflexión da curva característica. Mostrase nas características v-i da célula solar por Pm.

Corrente no Punto de Potencia Máxima

A corrente na que ocorre a potencia máxima. A corrente no Punto de Potencia Máxima mostrase nas características v-i da célula solar por Im.

Tensión no Punto de Potencia Máxima

A tensión na que ocorre a potencia máxima. A tensión no Punto de Potencia Máxima mostrase nas características v-i da célula solar por Vm.

Fator de Relleno da Célula Solar

A razón entre o produto da corrente e a tensión no punto de potencia máxima e o produto da corrente de circuíto cortado e a tensión de circuíto aberto da célula solar.

Eficiencia da Célula Solar

Define-se como a razón entre a potencia eléctrica máxima de saída e a potencia de radiación de entrada á célula, e exprésase en porcentaxe. Considera-se que a potencia de radiación na terra é aproximadamente 1000 vatios/metro cuadrado, polo que, se a área exposta da célula é A, a potencia total de radiación na célula será 1000 A vatios. Polo tanto, a eficiencia dunha célula solar pode expresarse como

Declaración: Respeite o orixinal, artigos bo merecen ser compartidos, se hai algún dereito de autor, póñase en contacto para eliminar.