Mikä on aurinkopaneeli?

Yksi aurinkopaneeli ei pysty tuottamaan tarvittavaa hyödyllistä ulostetta. Jotta voimataso PV-järjestelmän tulisi nostettua, on tarpeen yhdistää useita sellaisia PV-aurinkopaneeleja. Aurinkomoduuli on yleensä sarjayhdistetty riittävä määrä aurinkopaneeleja tarjotakseen vaadittavan standardin ulostevirta ja teho. Yhden aurinkomoduulin arvoinen voi olla 3 wattista 300 wattii. Aurinkomoduulit tai PV-moduulit ovat kaupallisesti saatavilla oleva perusrakennusosuus aurinkoenergian tuotantojärjestelmälle.
Todellisuudessa yhden aurinkopaneele tuottaa hyvin pieni määrä, joka on noin 0.1 wattista 2 wattiin. Mutta se ei ole käytännöllistä käyttää tällaista alhaisen tehon yksikköä järjestelmän rakennusosuutena. Siksi tarvittava määrä sellaisia soluja yhdistetään muodostaakseen käytännöllisen kaupallisesti saatavan aurinkoyksikön, jota kutsutaan aurinkomoduuliksi tai PV-moduuliksi.

Aurinkomoduulissa aurinkopaneeleja yhdistetään samalla tavalla kuin akkupankkiin. Tämä tarkoittaa, että yhden solun positiivinen piste yhdistetään toisen solun negatiiviseen pisteeseen. Aurinkomoduulin jännite on yksinkertaisesti summa yksittäisten sarjayhdistettyjen solujen jännitteistä moduulissa.

Normaali aurinkopaneele jännite on noin 0.5 V, joten jos 6 sellaista solua yhdistetään sarjassa, niin solujen ulostevirta olisi 0.5 × 6 = 3 Volt.

Aurinkomoduulin luokitus

Aurinkomoduulin ulostevirta riippuu joistakin olosuhteista, kuten ympäristön lämpötilasta ja sijaintivalon intensiteetistä. Siksi aurinkomoduulin luokitus on määriteltävä näissä olosuhteissa. On standardisoitu käytäntö ilmaista PV:n tai aurinkomoduulin luokitus 25oC lämpötilassa ja 1000 w/m2 valovalossa. Aurinkomoduulit luokitellaan niiden ulostevirta avoimen kytkentäjännitteen (Voc), lyhytsolmun virtauksen (Isc) ja huipputehon (Wp) mukaan.

Tämä tarkoittaa, että nämä kolme parametria (Voc, Isc ja Wp) voidaan toimittaa aurinkomoduulista turvallisesti 25oC:ssa ja 1000 w/m2 aurinkovalonsaannossa.
Nämä olosuhteet, eli 25oC lämpötila ja 1000 w/m2 aurinkovalonsaanti, kutsutaan yhdessä Standard Test Conditions -nimellä.
Standard Test Conditions eivät välttämättä ole saatavilla paikassa, johon aurinkomoduulit asennetaan. Tämä johtuu siitä, että aurinkovalonsaanti ja lämpötila vaihtelevat sijainnin ja ajan mukaan.

Aurinkomoduulin V-I-ominaisuus

Jos piirrämme kaavion, jossa X-akseli on jännite-akseli ja Y-akseli on aurinkomoduulin virtaus, niin kaavio edustaa aurinkomoduulin V-I-ominaisuuksia.

PV-moduulin lyhytsolmun virtaus

Standard Test Condition -olosuhteissa aurinkomoduulin positiivinen ja negatiivinen piste lyhennetään, niin virta, jonka moduuli tuottaa, on lyhytsolmun virtaus. Suurempi tämän virran arvo viittaa parempaan moduuliin.
Vaikka standard test condition -olosuhteissa, tämä virta myös riippuu moduulin pinta-alasta, joka altistetaan valolle. Koska se riippuu pinta-alasta, on parempi ilmaista lyhytsolmun virtaus yksikköpinta-alan mukaan.
Tämä merkitään Jsc-merkinnällä.
Joten,
Missä A on moduulin pinta-ala, joka altistetaan standardivalolle (1000w/m2). PV-moduulin lyhytsolmun virtaus myös riippuu aurinkopaneeleiden valmistusteknologiasta.

Avoimen kytkentäjännite (Voc)

Aurinkomoduulin jännite standard test condition -olosuhteissa, kun moduulin pistet ovat kytketty mitään lasta. Tämä luokitus aurinkomoduulille pääasiassa riippuu teknologiasta, jota käytetään aurinkopaneeleiden valmistukseen moduulissa. Enemmän Voc viittaa parempaan aurinkomoduuliin. Tämä avoimen kytkentäjännite aurinkomoduulissa myös riippuu toimintalämpötilasta.

Maksimiteho

Tämä on maksimi määrä tehoa, jota moduuli voi tuottaa Standard Test Conditions -olosuhteissa. Kiinteässä moduulin mitassa korkeampi maksimitteho viittaa parempaan moduuliin. Maksimitteho myös kutsutaan huipputehoksi ja se merkitään Wm:lla tai Wp:lla.
Aurinkomoduulia voidaan käyttää missä tahansa jännite- ja virtausyhdistelmässä Voc ja Isc asti.
Mutta tietyssä virtaus- ja jänniteyhdistelmässä standard-olosuhteissa ulostevirta on maksimi. Jos kuljemme y-akselin pitkin aurinkomoduulin V-I-ominaisuuden, löydämme, että teho kasvaa melko lineaarisesti virralla, mutta tietyn virran jälkeen teho laskee, kun se lähestyy lyhytsolmun virtausta, koska lyhytsolmun olosuhteissa jännite pidetään ideaalisesti nollana moduulin pisteiden välillä. Niinpä on selvää, että aurinkomoduulin maksimi ulostevirta ei tapahdu maksimin virrassa, eli lyhytsolmun virrassa, vaan se tapahtuu tietyssä virrassa, joka on pienempi kuin lyhytsolmun virtaus (Isc). Tämä virtaus, jossa maksimi ulostevirta tapahtuu, merkitään Im:lla.
Samanlaisesti kuin aiemmassa tapauksessa, aurinkopaneele maksimi teho ei tapahdu avoimen kytkentäjännitteessä, koska se on avoimen kytkentä-olosuhteissa ja virta paneele läpi pidetään ideaalisesti nollana. Mutta samaan tapaan kuin edellisessä tapauksessa, aurinkomoduulin maksimi teho tapahtuu jännitteessä, joka on pienempi kuin avoimen kytkentäjännite (Voc). Jännite, jossa maksimi ulostevirta tapahtuu, merkitään Vm:lla. Aurinkomoduulin maksimi teho annetaan

Virtaus ja jännite, jossa maksimi teho tapahtuu, viitataan vastaavasti virtaukseen ja jännitteeseen maksimitehopisteessä.

Aurinkomoduulin täyttökerroin

Aurinkomoduulin täyttökerroin määritellään suhteena maksimitehoon (Pm = Vm x Im) avoimen kytkentäjännitteen (Voc) ja lyhytsolmun virr