מהו מודול סולארי פוטו-וולטאי?
תא סולרי בודד אינו מסוגל לספק את הפלט הנדרש. לכן כדי להגביר את רמת הפלט של מערכת פוטו-וולטאית, יש לחבר מספר תאים כאלה של תאים פוטו-וולטאיים. מודול סולרי מתוכנן בדרך כלל כך שמספר תאים סולריים מחוברים בטור כדי לספק את הפלט הסטנדרטי הנדרש של מתח ועוצמה. מודול סולרי אחד יכול להיות מדורג מ-3 ואט עד 300 ואט. המודולים הסולריים או המודולים הפוטו-וולטאיים הם הבנין הבסיסי המסחרי הזמין למערכת ייצור חשמל סולרית.
למעשה, תא פוטו-וולטאי סולרי בודד מייצר כמות קטנה מאוד של אנרגיה, בערך 0.1 ואט עד 2 ואט. אך זה לא מעשי להשתמש בייחידה בעלת עוצמה נמוכה כזו כבנין בסיסי של מערכת. לכן, מספר התאים הנדרשים משלבים יחד כדי ליצור יחידה סולרית מסחרית מעשית המוכרת בשם מודול סולרי או מודול פוטו-וולטאי.
במודול סולרי, התאים הסולריים מחוברים באותה דרך כמו יחידות תאים באיזור סוללות. כלומר, הקטודות החיוביות של תא אחת מחוברות לקטודות השליליות של התא הבא. המתח הכולל של מודול סולרי הוא פשוט סכום המתחים של התאים המחוברים בטור במודול.
המתח הרגיל של תא סולרי הוא בערך 0.5 וולט, ולכן אם 6 תאים כאלה מחוברים בטור, המתח הכולל יהיה 0.5 × 6 = 3 וולט.
מדדי מודול סולרי
הפלט ממודול סולרי תלוי בתנאים מסוימים כגון טמפרטורת הסביבה ועוצמת האור השוקע. לכן דירוג מודול סולרי חייב להיות מפורט בתנאים אלה. זהו מנהג מקובל לבטא את הדירוג של מודול פוטו-וולטאי או סולרי בטמפרטורה של 25oC וקרינת אור של 1000 וואט למטר מרובע. המודולים הסולריים מדורגים לפי מתח הפתיחה שלהם (Voc), זרם קצר החיבור (Isc) ועוצמת הפסגה (Wp).
כלומר, שלושת הפרמטרים הללו (Voc, Isc ו-Wp) יכולים להישלח על ידי מודול סולרי בצורה בטוחה בטמפרטורה של 25oC וקרינת אור של 1000 וואט למטר מרובע. つまり、これらの3つのパラメータ（Voc、Isc、およびWp）は、25°Cの温度と1000 W/m²の太陽放射条件下で、ソーラーモジュールが安全に供給できるものです。
אם נצייר גרף עם ציר X כציר מתח ו-Y כציר זרם של מודול סולרי, אז הגרף יציג את מאפייני V-I של מודול סולרי. תחת תנאי מבחן סטנדרטיים, הקטודה החיובית והקטודה השלילית של מודול סולרי מחוברות בקצר החיבור, ואז הזרם שנמסר מהמודול הוא זרם קצר החיבור. ערך גבוה יותר של זרם זה מצביע על איכות טובה יותר של המודול.
מתח הפלט של מודול סולרי בתנאי מבחן סטנדרטיים, כאשר הקטודות של המודול אינן מחוברות לכל מטען. הדירוג של מודול סולרי תלוי בעיקר בטכנולוגיה המשמשת לייצור תאי הסולר של המודול. מתח פתוח גבוה יותר מצביע על איכות טובה יותר של המודול. המתח הפתוח של מודול סולרי תלוי גם בטמפרטורת ההפעלה. זוהי הכמות המקסימלית של כוח שניתן לספק על ידי המודול בתנאי מבחן סטנדרטיים. עבור ממד קבוע של מודול, ככל שהכוח המקסימלי גבוה יותר, כך המודול טוב יותר. הכוח המקסימלי מכונה גם כוח פסגה ומסומן כ-Wm או Wp.
מקדם המלא של מודול סולרי מוגדר כיחס בין הכוח המקסימלי (Pm = Vm x Im) למכפלת המתח הפתוח (Voc) והזרם קצר החיבור (Isc).
יעילות מודול סולרי מוגדרת כיחס בין הכוח המקסימלי בתנאי מבחן סטנדרטיים לכוח הקלט. כוח הקלט של מודול סולרי הוא קרינת השמש המוערכת ב-1000 וואט למטר מרובע. לכן, כוח הקלט האמיתי לתא הוא 1000A ואט. כאשר A הוא השטח החשוף של המודול הסולרי. מספר התאים במודול תלוי בדרישה הסטנדרטית למתח לכל מודול. בשנות ה-1980, מודולי סולר נבנו בעיקר להטענת סוללות של 12 וולט. אך כדי להטעין סוללה של 12 וולט נדרש היה להפיק מתח פלט גבוה יותר מ-12 וולט. נהיגה סטנדרטית הייתה לעצב מודול סולרי עם דירוג מתח מקסימלי (Vm) של 15 וולט. מודול זה של 15 וולט הפך למודול הסטנדרטי מאותה תקופה.
התנאים האלה,すみません、続きの翻訳を提供します。
これらの条件、つまり25°Cの温度と1000 W/m²の太陽放射は、標準テスト条件（STC）と呼ばれます。
ソーラーモジュールを設置する現場では、これらの標準テスト条件が必ずしも利用可能ではない場合があります。これは、太陽放射と温度が場所や時間によって異なるためです。סולר מודול V-I מאפיינים
זרם קצר החיבור של מודול PV
למרות שהזרם הזה תלוי גם בשטח המודול החשוף לאור תחת תנאי מבחן סטנדרטיים, זה טוב יותר לבטא אותו בזרם קצר החיבור לשטח יחידה.
זה מסומן כ-Jsc.
לכן,
כאשר A הוא השטח של המודול החשוף לקרינת אור סטנדרטית (1000 וואט למטר מרובע). זרם קצר החיבור של מודול PV תלוי גם בטכנולוגיה הייצור של תאי סולר.מתח פתוח (Voc)
נקודת הכוח המקסימלי
מודול סולרי יכול לפעול בכל קומבינציה של מתח וזרם עד Voc ו-Isc.
אבל עבור קומבינציה מסוימת של זרם ומתח בתנאי מבחן סטנדרטיים, הפלט של הכוח הוא מקסימלי. אם נעבור לאורך ציר y של מאפייני V-I של מודול סולרי, נמצא שהפלט של הכוח עולה כמעט באופן ליניארי עם הזרם, אבל לאחר זרם מסוים הפלט של הכוח יפחת כשהוא מתקרב לזרם קצר החיבור, כי בתנאי קצר החיבור המתח בין הקטודות של המודול נחשב ל-0. לכן ברור שהפלט המקסימלי של מודול סולרי לא מתרחש בזרם מקסימלי, כלומר זרם קצר החיבור, אלא בזרם מסוים שהוא פחות מזרם קצר החיבור (Isc). הזרם שבו מתרחש הפלט המקסימלי מסומן כ-Im.
באופן דומה, הכוח המקסימלי של תא סולרי לא מתרחש במתח פתוח, כי זהו מצב פתוח והזרם לתוך התא נחשב ל-0. אבל באופן דומה למקרה הקודם, הכוח המקסימלי במודול סולרי מתרחש במתח נמוך יותר ממתח פתוח (Voc). המתח שבו מתרחש הפלט המקסימלי מסומן כ-Vm. הכוח המקסימלי של מודול סולרי נתון על ידי
הזרם והמתח בהם מתרחש הכוח המקסימלי מכונים בהתאמה כזרם ומתח בנקודת הכוח המקסימלי.מקדם מלא של מודול סולרי
מקדם מלא גבוה יותר מצביע על מודול סולרי טוב יותר.יעילות מודול סולרי
לכן, יעילות,
מספר התאים במודול
מספר התאים הסולריים שצריך לחבר בטור כדי להשיג פלט מתח סטנדרטי תלוי במתח הפתוח (Voc) של התאים האינדיבידואליים.
Voc של תא סולרי תלוי בעיקר בטכניקות הייצור שלו. הטבלה שלהלן מציגה את מתח הפתוח של תאי סולר שונים בתנאי מבחן סטנדרטיים.
