Que é un módulo fotovoltaico solar

Unha célula solar individual non pode proporcionar a saída útil necesaria. Polo tanto, para aumentar o nivel de potencia dun sistema FV, é necesario conectar un número destas células solares FV. Un módulo solar está normalmente conectado en serie con un número suficiente de células solares para proporcionar a tensión e potencia estándar requirida. Un módulo solar pode ter unha potencia nominal que vaia desde os 3 vatios ata os 300 vatios. Os módulos solares ou módulos FV son o bloque de construción básico comercialmente dispoñible dun sistema de xeración de enerxía eléctrica solar.
Realmente, unha única célula FV solar xera unha cantidade moi pequena, que é aproximadamente de 0.1 vatio a 2 vatios. Pero non é práctico usar tal unidade de baixa potencia como bloque de construción dun sistema. Polo tanto, combínase o número necesario destas células para formar unha unidade solar comercialmente práctica coñecida como módulo solar ou módulo FV.

Nun módulo solar, as células solares están conectadas da mesma maneira que as unidades de células de batería nun sistema de banco de baterías. Isso significa que os terminais positivos dunha célula están conectados aos terminais negativos da seguinte. A tensión do módulo solar é simplemente a suma das tensiones das células individuais conectadas en serie no módulo.

A tensión de saída normal dunha célula solar é aproximadamente 0.5 V, polo que se 6 células así están conectadas en serie, a tensión de saída sería 0.5 × 6 = 3 Volt.

Ratings of Solar Module

A saída dun módulo solar depende de condicións como a temperatura ambiente e a intensidade da luz incidente. Polo tanto, a clasificación dun módulo solar debe especificarse baixo esas condicións. É práctica estandarizada expresar a clasificación dun módulo FV ou solar a 25oC de temperatura e 1000 w/m2 de radiación luminosa. Os módulos solares están clasificados coa súa tensión de circuito aberto (Voc), corrente de circuito curto (Isc) e potencia máxima (Wp).

Isso significa que estes tres parámetros (Voc, Isc e Wp) poden entregarse por un módulo solar de forma segura a 25oC e 1000 w/m2 de radiación solar.
Estas condicións, isto é, 25oC de temperatura e 1000 w/m2 de radiación solar, colectivamente chamadas Condicións de Proba Estandar (Standard Test Conditions).
As Condicións de Proba Estandar poderían non estar dispoñibles no lugar onde se instalen os módulos solares. Isto é debido a que a radiación solar e a temperatura varían con a localización e o tempo.

V-I Characteristic of Solar Module

Se trazamos un gráfico tomando o eixe X como o eixe de tensión e o eixe Y como a corrente dun módulo solar, entón o gráfico representará a característica V-I dun módulo solar.

Corrente de Circuito Curto do Módulo FV

Baixo as Condicións de Proba Estandar, os terminais positivo e negativo dun módulo solar están cortocircuitados, entón a corrente entregada polo módulo é a corrente de circuito curto. Un valor maior desta corrente indica un módulo mellor.
Aínda que baixo as condicións de proba estándar, esta corrente tamén depende da área do módulo exposta á luz. Como depende da área, é mellor expresala como a corrente de circuito curto por unidade de área.
Isto denótase como Jsc.
Polo tanto,
Onde, A é a área do módulo exposta á radiación luminosa estándar (1000w/m2). A corrente de circuito curto dun módulo FV tamén depende da tecnoloxía de fabricación das células solares.

Tensión de Circuito Aberto (Voc)

A tensión de saída dun módulo solar baixo as condicións de proba estándar, cando os terminais do módulo non están conectados a ningunha carga. Esta clasificación do módulo solar depende principalmente da tecnoloxía utilizada para fabricar as células solares do módulo. Máis Voc indica un módulo solar mellor. Esta tensión de circuito aberto dun módulo solar tamén depende da temperatura de funcionamento.

Punto de Potencia Máxima

Esta é a cantidade máxima de potencia que pode entregar o módulo baixo as Condicións de Proba Estandar. Para unha dimensión fixa do módulo, máis alta a potencia máxima, mellor o módulo. A potencia máxima tamén chámase potencia pico e dénotase como Wm ou Wp.
Un módulo solar pode operarse en calquera combinación de tensión e corrente ata Voc e Isc.
Mas para unha combinación específica de corrente e tensión baixo condicións estándar, a potencia de saída é máxima. Se procedemos polo eixe Y da característica V-I dun módulo solar, atoparemos que a potencia de saída aumenta case linearmente coa corrente, pero despois dunha certa corrente, a potencia de saída caerá xa que se aproxima á corrente de circuito curto, xa que na condición de circuito curto a tensión considerase idealmente cero entre os terminais do módulo solar. Así, é claro que a potencia máxima de saída dun módulo solar non ocorre na corrente máxima, isto é, a corrente de circuito curto, senón que ocorre nunha corrente menor que a corrente de circuito curto (Isc). Esta corrente na que ocorre a potencia máxima de saída dénotase como Im.
De xeito semellante, a potencia máxima dunha célula solar non ocorre na tensión de circuito aberto, xa que é a condición de circuito aberto e a corrente a través da célula considerase idealmente cero nesta condición. Pero, de xeito semellante ao caso anterior, a potencia máxima nun módulo solar ocorre nunha tensión inferior á tensión de circuito aberto (Voc). A tensión na que ocorre a potencia máxima de saída dénotase como Vm. A potencia máxima dun módulo solar dáse como

A corrente e a tensión nas que ocorre a potencia máxima refírense, respectivamente, como corrente e tensión no punto de potencia máxima.

Factor de Relleno dun Módulo Solar

O factor de relleno dun módulo solar define como a razón entre a potencia máxima (Pm = Vm x Im) e o produto da tensión de circuito aberto (Voc) e a corrente de circuito curto (Isc).

Canto maior o Factor de Relleno (FF), mellor é o módulo solar.

<