Kaj je solarni fotovoltaični modul?

Ena solačna celica sama ne more zagotoviti zahtevanega uporabnega izhoda. Zato je za povečanje moči sistema fotovoltaičnih (PV) celic potrebno povezati več takšnih fotovoltaičnih solačnih celic. Solačni modul običajno vsebuje dovolj serijsko povezanih solačnih celic, da zagotovi zahtevano standardno izhodno napetost in moč. En solačni modul lahko doseže moč od 3 vat do 300 vat. Solačni moduli ali PV moduli so komercialno na voljo kot osnovni gradbeni blok sistema za generiranje solačne električne energije.
Dejansko ena sama solačna PV celica ustvari zelo majhen izhod, ki znaša okoli 0,1 vat do 2 vat. Vendar ni praktično uporabljati takega nizke močne enote kot gradbenega bloka sistema. Zato je potrebno združiti zahtevan število takšnih celic, da se ustvari praktičen, komercialno na voljo solačni enota, znana kot solačni modul ali PV modul.

V solačnem modulu so solačne celice povezane na isti način kot baterijske celice v baterijskem sistemu. To pomeni, da so pozitivni terminali ene celice povezani s negativnimi terminali druge celice. Napetost solačnega modula je preprosta vsota napetosti posameznih celic, povezanih v serijo v modulu.

Običajna izhodna napetost solačne celice je približno 0,5 V, zato, če je 6 takšnih celic povezanih v serijo, bi bil izhodni tok celice 0,5 × 6 = 3 Volt.

Ocenjevanje solačnega modula

Izhod solačnega modula je odvisen od določenih pogojev, kot so okoljska temperatura in intenziteta svetlobe. Zato mora biti ocenitev solačnega modula specifična za te pogoje. Standardna praksa je, da se ocena PV ali solačnega modula izrazi pri temperaturi 25oC in svetlobni radiaciji 1000 w/m2. Solačni moduli so označeni z njihovo izhodno odprtokroglo napetostjo (Voc), tokom pri kratkem krogu (Isc) in vrhunsko močjo (Wp).

To pomeni, da so ti trije parametri (Voc, Isc in Wp) lahko varno dostavljene solačnim modulom pri 25oC in 1000 w/m2 solačnih radiacij.
Ti pogoji, tj. 25oC temperatura in 1000 w/m2 solačne radiacije, se skupaj imenujejo Standardni Testni Pogoji.
Standardni testni pogoji morda ne bodo na mestu, kjer se solačni moduli namestit. To je zaradi tega, ker se solačne radiacije in temperature spreminjajo glede na lokacijo in čas.

V-I karakteristika solačnega modula

Če narišemo graf, kjer je X-os napetost in Y-os tok solačnega modula, bo graf predstavljal V-I karakteristiko solačnega modula.

Tok pri kratkem krogu PV modula

Pri standardnih testnih pogojih, ko so pozitivni in negativni terminal solačnega modula skratni, je tok, ki ga modul dostavlja, tok pri kratkem krogu. Večja vrednost tega toka kaže na boljšost modula.
Čeprav je ta tok pri standardnih testnih pogojih odvisen tudi od površine modula, ki je izpostavljena svetlobi. Ker je odvisen od površine, je bolje izraziti tok pri kratkem krogu na enoto površine.
To se označuje z Jsc.
Zato,
Kjer je A površina modula, izpostavljena standardni svetlobni radiaciji (1000w/m2). Tok pri kratkem krogu solačnega modula je odvisen tudi od tehnologije proizvodnje solačnih celic.

Odprtokrogla napetost (Voc)

Napetost izhoda solačnega modula pri standardnih testnih pogojih, ko terminali modula niso povezani z nobeno bremenom. Ta ocenitev solačnega modula glavno odvisi od tehnologije, uporabljeni za izdelavo solačnih celic modula. Večja Voc kaže na boljšost solačnega modula. Odprtokrogla napetost solačnega modula je odvisna tudi od delovne temperature.

Točka maksimalne moči

To je največja moč, ki jo modul lahko dostavi pri standardnih testnih pogojih. Za fiksne dimenzije modula je višja maksimalna moč boljši modul. Maksimalna moč se tudi imenuje vrhunska moč in se označuje z Wm ali Wp.
Solačni modul se lahko operira pri kateri koli kombinaciji napetosti in toka do Voc in Isc.
Vendar pri določeni kombinaciji toka in napetosti pri standardnih pogojih je izhodna moč največja. Če sledimo Y-osi V-I karakteristike solačnega modula, bomo opazili, da se močna izhodna moč približno linearno povečuje s tokom, vendar po določenem toku se močna izhodna moč zmanjša, saj se približa toku pri kratkem krogu, ker se napetost na terminalih solačnega modula pri kratkem krogu smatra idealno enaka nič. Torej je jasno, da se maksimalna izhodna moč solačnega modula ne pojavi pri maksimalnem toku, tj. toku pri kratkem krogu, temveč se pojavi pri določenem toku, manjšem od toka pri kratkem krogu (Isc). Ta tok, pri katerem nastane maksimalna izhodna moč, se označuje z Im.
Podobno se maksimalna moč solačne celice ne pojavi pri odprtokrogli napetosti, ker je pri odprtokroglih pogoji tok skozi celico smatrana idealno enak nič. Vendar, podobno kot v prejšnjem primeru, se maksimalna moč solačnega modula pojavi pri napetosti, manjši od odprtokrogli napetosti (Voc). Napetost, pri kateri nastane maksimalna izhodna moč, se označuje z Vm. Maksimalna moč solačnega modula je dana z

Tok in napetost, pri katerih nastane maksimalna moč, se imenujeta tok in napetost pri točki maksimalne moči.

Izpolnilni faktor solačnega modula

Izpolnilni faktor solačnega modula je definiran kot razmerje med maksimalno močjo (Pm = Vm x Im) in produktom odprtokrogli napetosti (Voc) in toka pri kratkem krogu (Isc).