Đường cong đặc tính của pin mặt trời IV hiển thị các đặc tính dòng điện và điện áp (IV) của một tế bào, mô-đun hoặc mảng quang điện (PV) cụ thể. Nó đưa ra một mô tả chi tiết về khả năng và hiệu quả chuyển đổi năng lượng mặt trời của nó. Biết các đặc tính điện IV (quan trọng hơn là P max) của pin mặt trời là rất quan trọng trong việc xác định hiệu suất đầu ra và hiệu suất năng lượng mặt trời của thiết bị.

Pin mặt trời chuyển đổi ánh sáng mặt trời trực tiếp thành điện năng. Với nhu cầu ngày càng tăng về nguồn năng lượng sạch và tiềm năng của mặt trời như một nguồn năng lượng tự do, việc chuyển đổi năng lượng mặt trời như một phần của hỗn hợp các nguồn năng lượng tái tạo ngày càng trở nên quan trọng. Do đó, nhu cầu về pin mặt trời hiệu quả, chuyển đổi ánh sáng mặt trời trực tiếp thành điện năng, đang tăng nhanh hơn bao giờ hết.

Tế bào quang điện

Tế bào quang điện ( PV) được chế tạo gần như hoàn toàn từ silicon bán dẫn đã được xử lý thành vật liệu tinh thể cực kỳ tinh khiết giúp hấp thụ các photon từ ánh sáng mặt trời.

Các photon chạm vào các nguyên tử sillicon giải phóng các electron gây ra dòng điện chạy khi tế bào quang dẫn được nối với tải bên ngoài. Có nhiều phép đo khác nhau mà chúng ta có thể thực hiện để xác định hiệu suất của pin mặt trời, chẳng hạn như công suất đầu ra và hiệu suất chuyển đổi của nó.

Các đặc tính điện chính của tế bào hoặc mô-đun PV được tóm tắt trong mối quan hệ giữa dòng điện và điện áp được tạo ra trên đường cong đặc tính IV của pin mặt trời điển hình. Cường độ bức xạ mặt trời (ánh sáng mặt trời) chiếu vào tế bào sẽ điều khiển dòng điện (I), trong khi nhiệt độ của pin mặt trời tăng làm giảm điện áp của nó (V).

Pin mặt trời tạo ra dòng điện một chiều (DC) và dòng điện nhân với điện áp bằng công suất, vì vậy chúng ta có thể tạo đường cong IV của pin mặt trời biểu thị dòng điện so với điện áp cho thiết bị quang điện.

Đặc điểm của pin mặt trời IV Đường cong về cơ bản là biểu diễn đồ họa về hoạt động của pin mặt trời hoặc mô-đun tóm tắt mối quan hệ giữa dòng điện và điện áp ở các điều kiện bức xạ và nhiệt độ hiện có. Đường cong IV cung cấp thông tin cần thiết để cấu hình hệ mặt trời để hệ thống có thể hoạt động gần điểm công suất đỉnh (MPP) tối ưu nhất có thể.

Đường cong đặc trưng của pin mặt trời IV
Đường cong đặc trưng của pin mặt trời IV

Biểu đồ trên cho thấy đặc tính dòng điện-điện áp (IV) của pin PV silicon điển hình hoạt động trong điều kiện bình thường. Năng lượng được cung cấp bởi một pin mặt trời hoặc một tấm pin mặt trời là tích của dòng điện và điện áp đầu ra của nó (I x V). Nếu thực hiện phép nhân, từng điểm một, đối với tất cả các điện áp từ điều kiện ngắn mạch đến hở mạch, đường cong công suất ở trên sẽ thu được đối với một mức bức xạ nhất định.

Với pin mặt trời hở mạch, không được kết nối với bất kỳ tải nào, dòng điện sẽ ở mức tối thiểu (bằng 0) và điện áp trên pin ở mức tối đa, được gọi là điện áp mạch hở của pin mặt trời hoặc Voc. Ở một thái cực khác, khi pin mặt trời bị đoản mạch, nghĩa là các dây dẫn dương và âm nối với nhau, điện áp trên tế bào ở mức tối thiểu (bằng 0) nhưng dòng điện chạy ra khỏi tế bào lại đạt mức tối đa, được gọi là dòng điện ngắn mạch của pin mặt trời, hoặc Isc .

Sau đó, khoảng của đường cong đặc tính IV của pin mặt trời dao động từ dòng điện ngắn mạch (Isc) ở điện áp đầu ra bằng 0, đến dòng điện bằng 0 ở điện áp mạch hở hoàn toàn (Voc). Nói cách khác, điện áp tối đa có sẵn từ một tế bào là ở mạch hở và dòng điện tối đa ở mạch kín. Tất nhiên, cả hai điều kiện này đều không tạo ra bất kỳ năng lượng điện nào, nhưng phải có một điểm nào đó ở giữa để pin mặt trời tạo ra công suất tối đa.

Tuy nhiên, có một sự kết hợp cụ thể giữa dòng điện và điện áp mà tại đó công suất đạt giá trị cực đại, tại Imp và Vmp . Nói cách khác, điểm mà tại đó tế bào tạo ra công suất điện tối đa và điểm này được hiển thị ở khu vực trên cùng bên phải của hình chữ nhật màu xanh lá cây. Đây là “điểm công suất tối đa” hoặc MPP . Do đó, hoạt động lý tưởng của tế bào quang điện được xác định là ở điểm công suất tối đa.

Điểm công suất cực đại (MPP) của pin mặt trời được đặt ở vị trí gần chỗ uốn cong của đường cong đặc tính IV. Các giá trị tương ứng của Vmp và Imp có thể được ước tính từ điện áp mạch hở và dòng điện ngắn mạch: Vmp ≅ (0,8–0,90)Voc và Imp ≅ (0,85–0,95)Isc . Vì điện áp và dòng điện đầu ra của pin mặt trời đều phụ thuộc vào nhiệt độ nên công suất đầu ra thực tế sẽ thay đổi theo sự thay đổi của nhiệt độ môi trường.

Cho đến nay chúng ta đã xem xét Đường cong đặc tính của pin mặt trời IV cho một pin mặt trời hoặc một tấm pin mặt trời. Nhưng một mảng quang điện được tạo thành từ các tấm PV nhỏ hơn được kết nối với nhau. Khi đó, đường cong IV của mảng PV chỉ là phiên bản thu nhỏ của đường cong đặc tính IV của pin mặt trời như được hiển thị.

Đường cong đặc trưng của tấm pin mặt trời IV
Đường cong đặc trưng của tấm pin mặt trời IV

Các tấm quang điện có thể được nối dây hoặc kết nối với nhau theo kiểu kết hợp nối tiếp hoặc song song hoặc cả hai để tăng điện áp hoặc công suất dòng điện của mảng năng lượng mặt trời. Nếu các bảng mảng được kết nối với nhau theo kiểu nối tiếp thì điện áp sẽ tăng và nếu được kết nối song song với nhau thì dòng điện sẽ tăng.

Công suất điện tính bằng Watt, được tạo ra bởi các tổ hợp quang điện khác nhau này sẽ vẫn là tích của điện áp nhân với dòng điện, (P = V x I). Tuy nhiên các tấm pin mặt trời được kết nối với nhau thì góc trên bên phải sẽ luôn là điểm công suất cực đại (MPP) của mảng.

Đặc tính điện của mảng quang điện

Các đặc tính điện của mảng quang điện được tóm tắt trong mối quan hệ giữa dòng điện và điện áp đầu ra. Lượng và cường độ phơi nắng (bức xạ mặt trời) kiểm soát lượng dòng điện đầu ra (I) và nhiệt độ hoạt động của pin mặt trời ảnh hưởng đến điện áp đầu ra (V) của mảng PV. Các đường cong đặc tính của pin mặt trời IV tóm tắt mối quan hệ giữa dòng điện và điện áp thường được nhà sản xuất tấm pin cung cấp và được đưa ra dưới dạng:

Các thông số mảng năng lượng mặt trời

  • OC = điện áp mạch hở  – Đây là điện áp tối đa mà mảng cung cấp khi các cực không được kết nối với bất kỳ tải nào (tình trạng mạch hở). Giá trị này cao hơn nhiều so với Vmp, liên quan đến hoạt động của mảng PV được cố định bởi tải. Giá trị này phụ thuộc vào số lượng tấm PV được kết nối nối tiếp với nhau.
  • SC = dòng điện ngắn mạch  – Dòng điện tối đa được cung cấp bởi mảng PV khi các đầu nối đầu ra bị chập mạch với nhau (tình trạng ngắn mạch). Giá trị này cao hơn nhiều so với Imp liên quan đến dòng điện mạch hoạt động bình thường.
  • MPP = điểm công suất tối đa  – Điều này liên quan đến điểm mà nguồn điện được cung cấp bởi mảng được kết nối với tải (pin, bộ biến tần) ở giá trị tối đa, trong đó MPP = Imp x Vmp. Điểm công suất tối đa của mảng quang điện được đo bằng Watts (W) hoặc Watts cực đại (Wp).
  • FF = hệ số lấp đầy  – Hệ số lấp đầy là mối quan hệ giữa công suất tối đa mà mảng thực sự có thể cung cấp trong điều kiện hoạt động bình thường và tích của điện áp mạch hở nhân với dòng điện ngắn mạch, ( V OC x I SC ) Cái này Giá trị hệ số lấp đầy đưa ra ý tưởng về chất lượng của mảng và hệ số lấp đầy càng gần 1 (sự thống nhất) thì mảng có thể cung cấp càng nhiều năng lượng. Giá trị tiêu biểu là từ 0,7 đến 0,8.
  • %eff = hiệu suất phần trăm  – Hiệu suất của mảng quang điện là tỷ lệ giữa công suất điện tối đa mà mảng có thể tạo ra so với lượng bức xạ mặt trời chiếu vào mảng. Hiệu suất của một mảng năng lượng mặt trời thông thường thường thấp ở mức khoảng 10-12%, tùy thuộc vào loại quang điện (đơn tinh thể, đa tinh thể, vô định hình hoặc màng mỏng) của tế bào được sử dụng.

Đường cong đặc tính của pin mặt trời IV là đồ thị của điện áp đầu ra so với dòng điện đối với các mức độ nắng và nhiệt độ khác nhau và có thể cho bạn biết nhiều điều về khả năng chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng của tế bào PV hoặc bảng điều khiển. Các giá trị quan trọng nhất để tính toán mức công suất của bảng cụ thể là điện áp và dòng điện ở công suất tối đa.

Một số tấm pin mặt trời được đánh giá ở điện áp cao hơn hoặc thấp hơn một chút so với những tấm khác có cùng giá trị công suất và điều này ảnh hưởng đến lượng dòng điện có sẵn và do đó ảnh hưởng đến MPP của tấm pin. Các thông số khác cũng quan trọng là định mức điện áp mạch hở và dòng điện ngắn mạch theo quan điểm an toàn, đặc biệt là định mức điện áp. Một mảng gồm sáu tấm nối tiếp, mặc dù có định mức danh nghĩa là 72 volt (6 x 12), nhưng có khả năng tạo ra điện áp mạch hở trên 120 volt DC, quá đủ để gây nguy hiểm.

Đường cong đặc tính quang điện IV cung cấp thông tin cần thiết để chúng ta định cấu hình dãy năng lượng mặt trời sao cho nó có thể hoạt động gần điểm công suất cực đại nhất có thể. Điểm công suất cực đại được đo khi mô-đun PV tạo ra lượng điện năng tối đa khi tiếp xúc với bức xạ mặt trời tương đương 1000 watt trên mét vuông, 1000 W/m 2 hoặc 1kW/m 2 .

Công ty lắp đặt năng lượng mặt trời uy tín

Công ty TNHH Năng lượng Quang Điện chuyên cung cấp thiết bị; tư vấn thiết kế và thi công lắp điện năng lượng mặt trời. Chúng tôi cung cấp tới khách hàng là các Doanh nghiệp (lắp mái nhà xưởng, văn phòng) và Hộ gia đình các hệ thống điện mặt trời theo tiêu chuẩn quốc tế IEC, thiết bị được cấp chứng nhận chất lượng  từ các tổ chức nổi tiếng như VDE, TÜV SÜD, CSA, UL, UKCA và RoHS. Sản phẩm nhập khẩu chính hãng, có nguồn gốc rõ ràng về xuất xứ hàng hóa (CO) và chứng nhận chất lượng hàng hóa (CQ). Hệ thống do chúng tôi cung cấp và thi công lắp đặt có hiệu suất cao, tuổi thọ trên 25 năm, an toàn và đảm bảo tính thẩm mỹ với giá thành hợp lý. 

Liên hệ 0973.356.328

 
 

 

 

5/5 - (1 bình chọn)

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

  • Liên Hệ 0973.356.328