خصائص بطارية العاكس الشمسي

بطارية PV

لتطوير نظام العاكس الشمسي ، من المهم أولاً فهم الخصائص المختلفة للخلايا الشمسية (الخلايا الكهروضوئية). Rp و Rs مقاومة طفيلية ، وهي غير محدودة وصفر على التوالي في ظل ظروف مثالية.

يمكن أن تؤثر شدة الضوء ودرجة الحرارة بشكل كبير على خصائص عمل البطاريات الكهروضوئية. يتناسب التيار بشكل مباشر مع شدة الضوء ، لكن تغيير الضوء له تأثير ضئيل على جهد العمل. ومع ذلك ، فإن جهد التشغيل يتأثر بدرجة الحرارة. سيؤدي ارتفاع درجة حرارة البطارية إلى تقليل جهد التشغيل ، ولكن ليس له تأثير يذكر على التيار المتولد. يوضح الشكل التالي تأثيرات درجة الحرارة والضوء على الوحدات الكهروضوئية.

إن تأثير تغير شدة الضوء على طاقة خرج البطارية أكبر من تأثير تغير درجة الحرارة. هذا ينطبق على جميع المواد الكهروضوئية شائعة الاستخدام. النتيجة المهمة للجمع بين هذين التأثيرين هي أن طاقة البطارية الكهروضوئية ستنخفض مع انخفاض شدة الضوء و / أو زيادة درجة الحرارة.

أقصى نقطة للطاقة (MPP)

يمكن أن تعمل الخلايا الشمسية في نطاق واسع من الجهد والتيار. يمكن تحديد MPP عن طريق زيادة الحمل المقاوم على البطارية المشععة باستمرار من الصفر (حدث دائرة كهربائية قصيرة) إلى قيمة عالية جدًا (حدث دائرة مفتوحة) MPP هي نقطة العمل حيث تصل V x I إلى القيمة القصوى ، ويمكن أن تصل الطاقة القصوى يتم تحقيقه عند كثافة التعرض هذه. تكون طاقة الخرج صفرًا عند حدوث دارة قصيرة (الجهد الكهروضوئي يساوي صفرًا) أو دائرة مفتوحة (التيار الكهروضوئي يساوي صفرًا).

يمكن أن تولد الخلايا الشمسية أحادية البلورية عالية الجودة {{0}. جهد دائرة مفتوحة 60 فولت عند 25 درجة مئوية. في حالة وجود إضاءة كافية ودرجة حرارة هواء 25 درجة مئوية ، قد تكون درجة حرارة بطارية معينة قريبة إلى 45 درجة مئوية ، مما يقلل من جهد الدائرة المفتوحة إلى حوالي 0.55 فولت. مع زيادة درجة الحرارة ، سيستمر جهد الدائرة المفتوحة في الانخفاض حتى تقصر الدائرة الكهروضوئية على الوحدة الكهروضوئية.

عادةً ما يتم توليد الطاقة القصوى عند درجة حرارة بطارية تبلغ 45 درجة مئوية عند 80 بالمائة من جهد الدائرة المفتوحة و 90 بالمائة من تيار الدائرة القصيرة. يتناسب تيار الدائرة القصيرة للبطارية تقريبًا مع الإضاءة ، وعندما تنخفض الإضاءة بنسبة 80 في المائة ، قد ينخفض ​​جهد الدائرة المفتوحة بنسبة 10 في المائة فقط ، وستقلل البطارية ذات الجودة المنخفضة الجهد بشكل أسرع عندما يزداد التيار ، مما يقلل من المتاح انتاج الطاقة من 70 في المائة إلى 50 في المائة ، أو حتى 25 في المائة فقط.

يوضح الشكل أعلاه العلاقة الوظيفية بين تيار الخرج وقوة الخرج للوحة البطارية الكهروضوئية وجهد العمل تحت إضاءة معينة.

يجب أن يضمن العاكس الصغير الشمسي أن الوحدة الكهروضوئية تعمل في MPP في أي وقت ، وذلك للحصول على أقصى طاقة من الوحدة الكهروضوئية. يمكن تحقيق ذلك باستخدام الحد الأقصى من حلقة التحكم في نقطة الطاقة ، والمعروفة أيضًا باسم Maximum Power Point Tracker (MPPT). لتحقيق نسبة عالية من تتبع MPP ، يجب أن يكون تموج جهد الخرج الكهروضوئي صغيرًا بدرجة كافية بحيث لا يتغير التيار الكهروضوئي كثيرًا عندما يعمل بالقرب من أقصى نقطة طاقة.

يمكن تحديد نطاق الجهد MPP للوحدة الكهروضوئية بشكل عام في نطاق 25V إلى 45V ، وتوليد الطاقة حوالي 250W ، والجهد الكهربائي للدائرة المفتوحة أقل من 50V.