โมดูลพลังงานแสงอาทิตย์คืออะไร

เซลล์โซลาร์เดี่ยวไม่สามารถให้ผลผลิตที่ต้องการได้ ดังนั้นเพื่อเพิ่มระดับกำลังขับของระบบ PV จำเป็นต้องเชื่อมต่อจำนวน เซลล์โซลาร์ PV โมดูลโซลาร์โดยทั่วไปจะเชื่อมต่อเซลล์โซลาร์จำนวนมากเพียงพอเพื่อให้ได้แรงดันและกำลังมาตรฐานที่ต้องการ โมดูลโซลาร์หนึ่งโมดูลอาจมีกำลังเรตติ้งตั้งแต่ 3 วัตต์ถึง 300 วัตต์ โมดูลโซลาร์หรือโมดูล PV เป็นส่วนประกอบพื้นฐานทางการค้าของระบบการผลิตพลังงานไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์
จริงๆ แล้วเซลล์ PV โซลาร์เดี่ยวสร้างพลังงานปริมาณเล็กน้อยประมาณ 0.1 วัตต์ถึง 2 วัตต์ แต่ไม่ใช่เรื่องปฏิบัติในการใช้หน่วยพลังงานต่ำเช่นนี้เป็นส่วนประกอบของระบบ ดังนั้นจึงรวมเซลล์ที่ต้องการเข้าด้วยกันเพื่อสร้างหน่วยโซลาร์ที่มีจำหน่ายทางการค้าซึ่งเรียกว่า โมดูลโซลาร์หรือโมดูล PV.

ในโมดูลโซลาร์ เซลล์โซลาร์ถูกเชื่อมต่อในรูปแบบเดียวกับเซลล์แบตเตอรี่ในระบบแบตเตอรี่ หมายความว่าปลายบวกของเซลล์หนึ่งเชื่อมต่อกับปลายลบของเซลล์อื่น ๆ แรงดันของโมดูลโซลาร์เป็นผลรวมของแรงดันของเซลล์ที่เชื่อมต่อกันในอนุกรมภายในโมดูล

แรงดันเอาต์พุตปกติของเซลล์โซลาร์ประมาณ 0.5 โวลต์ ดังนั้นหากเชื่อมต่อเซลล์ 6 ชุดเป็นอนุกรม แรงดันเอาต์พุตของเซลล์จะเท่ากับ 0.5 × 6 = 3 โวลต์.

การเรตติ้งของโมดูลโซลาร์

เอาต์พุตจากโมดูลโซลาร์ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขบางอย่าง เช่น อุณหภูมิแวดล้อมและความเข้มของแสงที่ตกกระทบ ดังนั้นการเรตติ้งของโมดูลโซลาร์ต้องระบุภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ มีการปฏิบัติมาตรฐานในการแสดงการเรตติ้งของโมดูล PV หรือโมดูลโซลาร์ที่อุณหภูมิ 25oC และรังสีแสง 1000 วัตต์/ม2 โมดูลโซลาร์ได้รับการเรตติ้งด้วยแรงดันวงจรเปิด (Voc) กระแสวงจรป้อนกลับ (Isc) และกำลังสูงสุด (Wp).

นั่นคือ พารามิเตอร์สามรายการนี้ (Voc, Isc และ Wp) สามารถส่งมอบโดยโมดูลโซลาร์ได้อย่างปลอดภัยที่อุณหภูมิ 25oC และรังสีแสง 1000 วัตต์/ม2
เงื่อนไขเหล่านี้ คือ อุณหภูมิ 25oC และรังสีแสง 1000 วัตต์/ม2 ถูกเรียกรวมกันว่า เงื่อนไขทดสอบมาตรฐาน
เงื่อนไขทดสอบมาตรฐานอาจไม่มีอยู่ที่ไซต์ที่ต้องติดตั้งโมดูลโซลาร์ เนื่องจากรังสีแสงและอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงตามสถานที่และเวลา

คุณสมบัติ V-I ของโมดูลโซลาร์

หากเราวาดกราฟโดยใช้แกน X เป็นแกนแรงดันและแกน Y เป็นกระแสของโมดูลโซลาร์ กราฟนี้จะแสดงคุณสมบัติ V-I ของโมดูลโซลาร์

กระแสวงจรป้อนกลับของโมดูล PV

ภายใต้เงื่อนไขทดสอบมาตรฐาน ปลายบวกและปลายลบของโมดูลโซลาร์ถูกป้อนกลับ กระแสที่โมดูลส่งมอบคือกระแสวงจรป้อนกลับ ค่ากระแสที่ใหญ่ขึ้นแสดงถึงประสิทธิภาพของโมดูลที่ดีขึ้น
แม้ภายใต้เงื่อนไขทดสอบมาตรฐาน กระแสนี้ยังขึ้นอยู่กับพื้นที่ของโมดูลที่ส่องสว่างด้วยแสง ดังนั้นควรแสดงด้วยกระแสวงจรป้อนกลับต่อพื้นที่หน่วย
นี่เรียกว่า Jsc.
ดังนั้น,
ที่ A คือพื้นที่ของโมดูลที่ส่องสว่างด้วยรังสีแสงมาตรฐาน (1000 วัตต์/ม2) กระแสวงจรป้อนกลับของโมดูล PV ยังขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีการผลิตเซลล์โซลาร์

แรงดันวงจรเปิด (Voc)

แรงดันเอาต์พุตของโมดูลโซลาร์ภายใต้เงื่อนไขทดสอบมาตรฐาน เมื่อปลายของโมดูลไม่ได้เชื่อมต่อกับโหลดใด ๆ การเรตติ้งของโมดูลโซลาร์นี้ขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีที่ใช้ในการผลิตเซลล์โซลาร์ของโมดูล แรงดัน Voc ที่มากขึ้นแสดงถึงประสิทธิภาพของโมดูลโซลาร์ที่ดีขึ้น แรงดันวงจรเปิดของโมดูลโซลาร์ยังขึ้นอยู่กับอุณหภูมิการทำงาน

จุดกำลังสูงสุด

นี่คือกำลังสูงสุดที่โมดูลสามารถส่งมอบภายใต้เงื่อนไขทดสอบมาตรฐาน สำหรับขนาดที่แน่นอนของโมดูล กำลังสูงสุดที่มากขึ้นแสดงถึงโมดูลที่ดีขึ้น กำลังสูงสุดยังเรียกว่ากำลังสูงสุดและแสดงด้วย Wm หรือ Wp.
โมดูลโซลาร์สามารถทำงานในแรงดันและกระแสใด ๆ จนถึง Voc และ Isc.
แต่สำหรับแรงดันและกระแสเฉพาะภายใต้เงื่อนไขมาตรฐาน กำลังเอาต์พุตสูงสุด ถ้าเราดำเนินการผ่านแกน y ของคุณสมบัติ V-I ของโมดูลโซลาร์ เราจะพบว่ากำลังเอาต์พุตเพิ่มขึ้นอย่างเกือบเชิงเส้นกับกระแส แต่หลังจากกระแสที่แน่นอนกำลังเอาต์พุตจะลดลงเมื่อมันเข้าใกล้กระแสวงจรป้อนกลับ เนื่องจากที่สภาพวงจรป้อนกลับแรงดันถูกพิจารณาเป็นศูนย์ที่ปลายของโมดูลโซลาร์ ดังนั้นจึงชัดเจนว่ากำลังเอาต์พุตสูงสุดของโมดูลโซลาร์ไม่เกิดขึ้นที่กระแสสูงสุด คือ กระแสวงจรป้อนกลับ แต่เกิดขึ้นที่กระแสที่น้อยกว่ากระแสวงจรป้อนกลับ (Isc) กระแสที่กำลังเอาต์พุตสูงสุดเกิดขึ้นแสดงด้วย Im.
เช่นเดียวกัน กำลังสูงสุดของเซลล์โซลาร์ไม่เกิดขึ้นที่แรงดันวงจรเปิด เนื่องจากเป็นสภาพวงจรเปิดและกระแสผ่านเซลล์ถูกพิจารณาเป็นศูนย์ แต่เช่นเดียวกับกรณีก่อนหน้านี้ กำลังสูงสุดในโมดูลโซลาร์เกิดขึ้นที่แรงดันที่น้อยกว่าแรงดันวงจรเปิด (Voc) แรงดันที่กำลังเอาต์พุตสูงสุดเกิดขึ้นแสดงด้วย Vm กำลังสูงสุดของโมดูลโซลาร์กำหนดด้วย

กระแสและแรงดันที่กำลังสูงสุดเกิดขึ้นเรียกว่า กระแสและแรงดันที่จุดกำลังสูงสุดตามลำดับ

ตัวประกอบเติมของโมดูลโซลาร์

ตัวประกอบเติมของโมดูลโซลาร์กำหนดเป็นอัตราส่วนระหว่างกำลังสูงสุด (Pm = Vm x I