Apa itu Modul PV Surya?
Sel-sel surya tunggal tidak dapat memberikan output yang diperlukan. Oleh karena itu, untuk meningkatkan tingkat output daya sistem PV, diperlukan untuk menghubungkan sejumlah sel surya PV. Modul surya biasanya dihubungkan secara seri dengan jumlah sel surya yang cukup untuk memberikan output tegangan dan daya standar yang diperlukan. Satu modul surya dapat diperingkat dari 3 watt hingga 300 watt. Modul surya atau modul PV adalah blok bangunan dasar yang tersedia secara komersial dari sistem pembangkitan tenaga listrik surya.
Sebenarnya, satu sel surya PV menghasilkan jumlah yang sangat kecil, yaitu sekitar 0.1 watt hingga 2 watt. Tetapi tidak praktis untuk menggunakan unit daya rendah seperti itu sebagai blok bangunan sistem. Jadi, jumlah sel yang diperlukan digabungkan bersama untuk membentuk unit surya yang tersedia secara komersial yang dikenal sebagai modul surya atau modul PV.
Dalam modul surya, sel-sel surya dihubungkan dengan cara yang sama seperti unit sel baterai dalam sistem bank baterai. Artinya, terminal positif satu sel dihubungkan ke terminal negatif sel berikutnya. Tegangan output modul surya adalah jumlah sederhana dari tegangan sel individu yang dihubungkan secara seri dalam modul.
Tegangan output normal dari sel surya adalah sekitar 0.5 V, jadi jika 6 sel tersebut dihubungkan secara seri, maka tegangan output sel akan menjadi 0.5 × 6 = 3 Volt.
Peringkat Modul Surya
Output dari modul surya tergantung pada beberapa kondisi seperti suhu lingkungan dan intensitas cahaya insiden. Oleh karena itu, peringkat modul surya harus ditentukan di bawah kondisi-kondisi tersebut. Praktik standar untuk mengekspresikan peringkat modul PV atau modul surya pada suhu 25oC dan radiasi cahaya 1000 w/m2. Modul surya diperingkat dengan tegangan sirkuit terbuka (Voc), arus sirkuit pendek (Isc), dan daya puncak (Wp).
Artinya, tiga parameter ini (Voc, Isc dan Wp) dapat disampaikan oleh modul surya dengan aman pada suhu 25oC dan radiasi surya 1000 w/m2.
Kondisi-kondisi ini, yaitu suhu 25oC dan radiasi surya 1000 w/m2 secara kolektif disebut Kondisi Uji Standar.
Kondisi Uji Standar mungkin tidak tersedia di situs tempat modul surya akan diinstal. Hal ini karena radiasi surya dan suhu bervariasi dengan lokasi dan waktu.
Karakteristik V-I Modul Surya
Jika kita menggambar grafik dengan sumbu X sebagai sumbu tegangan dan sumbu Y sebagai arus modul surya, maka grafik tersebut akan mewakili karakteristik V-I modul surya.
Arus Sirkuit Pendek Modul PV
Di bawah Kondisi Uji Standar, terminal positif dan negatif modul surya dihubungkan secara pendek, maka arus yang disampaikan oleh modul tersebut adalah arus sirkuit pendek. Nilai arus yang lebih besar menunjukkan kualitas modul yang lebih baik.
Namun, di bawah kondisi uji standar, arus ini juga tergantung pada area modul yang terkena cahaya. Karena bergantung pada area, lebih baik untuk mengekspresikan arus sirkuit pendek per satuan area.
Ini dinotasikan sebagai Jsc.
Jadi,
Di mana, A adalah area modul yang terkena radiasi cahaya standar (1000w/m2). Arus sirkuit pendek modul PV juga tergantung pada teknologi manufaktur sel surya.
Tegangan Sirkuit Terbuka (Voc)
Tegangan output modul surya di bawah Kondisi Uji Standar, ketika terminal modul tidak terhubung dengan beban apa pun. Peringkat modul surya ini terutama bergantung pada teknologi yang digunakan untuk memproduksi sel surya modul. Tegangan sirkuit terbuka (Voc) yang lebih tinggi menunjukkan kualitas modul surya yang lebih baik. Tegangan sirkuit terbuka modul surya juga bergantung pada suhu operasional.
Titik Daya Maksimum
Ini adalah jumlah daya maksimum yang dapat disampaikan oleh modul di bawah Kondisi Uji Standar. Untuk dimensi tetap modul, semakin tinggi daya maksimum, semakin baik modul tersebut. Daya maksimum juga disebut daya puncak dan dinotasikan sebagai Wm atau Wp.
Modul surya dapat dioperasikan dalam kombinasi tegangan dan arus apa pun hingga Voc dan Isc.
Tetapi untuk kombinasi arus dan tegangan tertentu di bawah kondisi standar, output daya mencapai maksimum. Jika kita melanjutkan melalui sumbu Y dari karakteristik V-I modul surya, kita akan menemukan bahwa output daya meningkat hampir linear dengan arus, tetapi setelah arus tertentu, output daya akan turun saat mendekati arus sirkuit pendek, karena pada kondisi sirkuit pendek, tegangan dianggap nol secara ideal di antara terminal modul surya. Jadi, jelas bahwa output daya maksimum modul surya tidak terjadi pada arus maksimum, yaitu arus sirkuit pendek (Isc), tetapi terjadi pada arus tertentu yang kurang dari arus sirkuit pendek (Isc). Arus pada mana output daya maksimum terjadi dinotasikan sebagai Im.
Serupa dengan kasus sebelumnya, daya maksimum modul surya tidak terjadi pada tegangan sirkuit terbuka, karena pada kondisi sirkuit terbuka, arus melalui sel dianggap nol secara ideal. Namun, seperti kasus sebelumnya, daya maksimum pada modul surya terjadi pada tegangan yang lebih rendah dari tegangan sirkuit terbuka (Voc). Tegangan pada mana output daya maksimum terjadi dinotasikan sebagai Vm. Daya maksimum modul surya diberikan sebagai
Arus dan tegangan pada mana daya maksimum terjadi disebut sebagai arus dan tegangan pada titik daya maksimum masing-masing.
Faktor Isi Modul Surya
Faktor isi modul surya didefinisikan sebagai rasio daya maksimum (Pm = Vm x Im) terhadap hasil kali tegangan sirkuit terbuka (Voc) dan arus sirkuit pendek (Isc).
Semakin tinggi Faktor Isi (FF), semakin baik modul surya tersebut.
