خصوصیات جریان – ولتاژ (I V) - سلولهای فتوولتائیک

سرویس آموزش و آمون برق نیوز: منحنی مشخصه جریان – ولتاژ (I-V) با قرار دادن سلول‌ها در شدت ثابت نور و ثابت نگهداشتن دمای سلول‌ها و مقاومت متغیر در بار و مقدار جریان تولید شده بدست میآید . منحنی مشخصه (I-V) معمولا از دو نقطه عبور میکند:

جریان اتصال کوتاه (ISC): جریانی که وقتی ترمینالهای مثبت و منفی اتصال کوتاه شوند، ولتاژ بین ترمینال‌ها برابر صفر است که با مقاومت صفر در بار برابری میکند.
• ولتاژ مدار باز (VOC): ولتاژ دو سر ترمینال مثبت و منفی وقتی جریان صفر است، که این با مقاومت بینهایت بار برابری میکند.
سلول‌ها ممکن است بالاتر از رنج ولتاژ و جریان عمل کنند. بوسیله مقاومت متغیر بار از ۷ صفر تا بینهایت میتوان MPP را تعیین کرد. MPP، وقتی جریان و ولتاژ تولید شده ماکزیمم است، رخ میدهد. هیچ ولتاژ یا نیرویی در جریان اتصال کوتاه یا هیچ جریانی در ولتاژ مدار باز تولید نمیشود؛ بنابراین MPP جایی بین این دو نقطه است.
ماکزیمم نیرو در خم منحنی تولید میشود. این نقطه ماکزیمم راندمان وسایل خورشیدی را در تبدیل نور خورشید به الکتریسیته نشان میدهد.
یک سیستم فتوولتائیک شامل تعداد زیادی سلول PV است که به صورت سری و موازی به هم وصل شدهاند تا ولتاژ و جریان مطلوبی را تولید کنند. مدل معادل سلول PV که مشخصه I-V غیر خطی دینامیکی سیستم PV را نشان میدهد در معادله (۱ - ۱) نشان داده شده است.

 

 

پارامترهای استفاده شده در معادله ولتاژ خروجی سلول PV عبارتند از:
α. فاکتور تکمیلی
۰I جریان اشباع معکوس سلول (PV (A
IPV جریان خروجی سلول (PV (A
ISC جریان اتصالکوتاه سلول (نشاندهنده سطح ایزولاسیون) (A)
(J/◦K) (۱. ۳۸۰ × ۱۰ − ۲۳) بولتزمن ثابت k. MV فاکتور ولتاژ
NP تعداد ماژول موازی
NS تعداد سلول سری در هر ماژول
(C) (− ۱. ۶۰۲ × ۱۰ − ۱۹) شارژ در الکترون تعداد q. RS مقاومت سری از سلول (PV (Ω
(◦K) سلول دمای T. PV
VMP ولتاژ سلول PV مطابق با توان ماکزیمم (V)

مشخصه ولتاژ جریان آرایه  با مقدار جریان اتصال کوتاههای مختلف که در خروجی معادله بدست میآید در شکل ۴ - ۱ نشان داده شده است.

با استفاده از مشخصه ولتاژ جریان میتوان منحنی انرژی جریان را بدست آورد که در شکل ۵ - ۱ نشان داده شده است. همچنین شکل ۶ - ۱ نشان میدهد که اتصال سری و موازی سلولهای PV، جریان یا ولتاژ را تغییرمیدهد.