Mis on päikeseenergia modul?
Üks päikeseelement ei saa anda vajalikku kasutusväärsust. Seega, et suurendada PV-süsteemi väljundtaset, on vaja ühendada mitu sellist PV päikeseelementi. Päikesemoodul koosneb tavaliselt piisavast arvust serees ühendatud päikeseelemente, et anda vajalik standardne väljundvool ja võimsus. Üks päikesemoodul võib olla hinnatud 3 wattist kuni 300 wattini. Päikesemoodulid või PV-moodulid on kaubanduslikult saadaval põhiline ehituselement päikeseelektritootmise süsteemide jaoks.
Tegelikult toodab üks päikeselement väga vähe, umbes 0,1 wattist kuni 2 wattini. Kuid see on praktikas ebapraktiklik, et kasutada sellist madalvõimsust elementina süsteemi ehitamiseks. Seega on vaja kombinida kokku nii palju selliseid elemente, et luua praktiline kaubanduslikult saadaval olev päikeseühik, mis on teada kui päikesemoodul või PV-moodul.
Päikesemoodulis on päikeseelementide ühendamine sama viisil nagu akselementide ühendamine akupankis. See tähendab, et ühe elementi positiivne terminal on ühendatud järgmise elementi negatiivse terminaliga. Päikesemooduli väljundvool on lihtsalt serees ühendatud elementide individuaalsete voltagena summa moodulis.
Tavaline väljundvool päikeseelementist on umbes 0,5 V, seega kui 6 sellist elementi on serees ühendatud, siis elementide väljundvool oleks 0,5 × 6 = 3 Volt.
Päikesemooduli hindamised
Päikesemooduli väljund sõltub mõnest tingimusest, näiteks ümberuskondlikust temperatuurist ja valguse sagedusest. Seega tuleb päikesemooduli hindamist määrata selliste tingimuste all. On standardne käitlus, et väljendada PV või päikesemooduli hindamist 25oC temperatuuril ja 1000 w/m2 valguse kiirgusega. Päikesemoodulid on hinnatud nende väljundava avatud tsüklivooli (Voc), lühicircuiti vool (Isc) ja tipuvõimsus (Wp) järgi.
See tähendab, et need kolm parameetrit (Voc, Isc ja Wp) võivad olla edastatud päikesemooduliga turvaliselt 25oC ja 1000 w/m2 päikesevalgusega.
Nende tingimused, st 25oC temperatuur ja 1000 w/m2 päikesevalgus, on üldiselt nimetatud Standardseteks Testtingimusteks.
Standardsete testitingimuste võidakse paigutamisel asukohta, kus päikesemoodulid paigutatakse, ei ole saadaval. Sellel on põhjus, et päikesevalguse ja temperatuuri intensiivsus muutub asukohaga ja ajaga.
Päikesemooduli V-I karakteristik
Kui me joonistame graafiku, võttes X-telje voltagena ja Y-telje voolena päikesemooduli, siis see graafik esitab päikesemooduli V-I karakteristik.
PV-mooduli lühicircuiti vool
Standardsetel testtingimustel, kui päikesemooduli positiivne ja negatiivne terminal on lühicircuitis, siis muduli poolt edastatav vool on lühicircuiti vool. Suurem väärtus sellest voolust viitab paremale moodulile.
Kuid standardsetel testtingimustel sõltub see vool ka sellest, milline osa moodulist on valgusele avatud. Kuna see sõltub pindala suurusest, on parem väljenduda lühicircuiti vooluna ühikupindala kohta.
Seda tähistatakse Jsc-ga.
Nagu,
Kus A on mooduli pindala, mis on avatud standardsele valgusele (1000w/m2). Päikeselementide tootmismeetodid mõjutavad ka PV-mooduli lühicircuiti voolu.
Avatud tsüklivool (Voc)
Päikesemooduli väljundvool standardsetel testtingimustel, kui mooduli terminaalid ei ole ühendatud mingi laadiga. See hindamisparameeter päikesemoodulil sõltub peamiselt päikeseelementide tootmistehnoloogiat. Suurem Voc viitab paremale päikesemoodulile. See avatud tsüklivool päikesemoodulis sõltub ka töötemperatuurist.
Maksimaalne võimsuspunkt
See on maksimaalne võimsus, mida moodul saab edastada standardsetel testtingimustel. Mõõdetud dimensioonide korral, mida suurem on maksimaalne võimsus, seda parem on moodul. Maksimaalset võimsust nimetatakse ka tipuvõimsuseks ja seda tähistatakse Wm-ga või Wp-ga.
Päikesemoodul saab töötada igas voltagi ja voolu kombinatsioonis kuni Voc ja Isc-ni.
Aga kindla voolu ja voltagi kombinatsiooni korral standardsetel tingimustel on väljundvõimsus maksimaalne. Kui me liigume päikesemooduli V-I karakteristikuga y-teljel, leiame, et väljundvõimsus kasvab vooluga lineaarselt, kuid pärast teatud voolu võimsus alaneb, kuna see läheneb lühicircuiti voolule, kus terminaalide vahel on ideaalselt null volt. Seega on selge, et päikesemooduli maksimaalne väljundvõimsus ei tekita maksimaalset voolu, vaid teatud voolu, mis on väiksem kui lühicircuiti vool (Isc). See vool, kus maksimaalne väljundvõimsus tekib, on tähistatud Im-ga.
Samuti ei tekita päikeselementi maksimaalne võimsus avatud tsüklivooli korral, kuna see on avatud tsükliolukord ja vool läbib elementi ideaalselt nulliga. Aga samuti nagu eelmises juhul, tekib päikesemoodulis maksimaalne võimsus voltagi, mis on väiksem kui avatud tsüklivool (Voc). Voltagi, kus maksimaalne väljundvõimsus tekib, on tähistatud Vm-ga. Päikesemooduli maksimaalne võimsus on antud kujul
Vool ja voltagi, kus maksimaalne võimsus tekib, viidataks vastavalt maksimaalse võimsuse punkti voolu ja voltagi.
Päikesemooduli täituvusfaktor
Päikesemooduli täituvusfaktor defineeritakse kui maksimaalse võimsuse (Pm = Vm x Im) suhe avatud tsüklivooli (Voc) ja lühicircuiti voolu (Isc) korrutisele.
Mitu täituvusfaktor (FF), seda parem on päikesemoodul.
