Wie man die Wattzahl von Solarmodulen bestimmt

Wie man die Wattzahl eines Solarmoduls bestimmt

Was ist ein Solarpanel?

Ein Solarmodul ist ein Gerät, das Sonnenstrahlung durch Absorption von Sonnenlicht direkt oder indirekt mittels des photoelektrischen oder photochemischen Effekts in elektrische Energie umwandelt. Aufgrund seiner Größe ist seine allgemeine Anwendung begrenzt.

Im Vergleich zu herkömmlichen Batterien und Akkus sind Solarzellen energiesparender und umweltfreundlichere Produkte.

Kristalline Siliziummaterialien (einschließlich polykristallinem und monokristallinem Silizium) sind derzeit die wichtigsten Photovoltaikmaterialien mit einem Marktanteil von über 90 % und werden auch in Zukunft lange Zeit das Standardmaterial für Solarzellen bleiben. Die Produktionstechnologie für Polysilizium befindet sich seit Langem in den Händen von zehn Fabriken sieben Unternehmen in drei Ländern, darunter die USA, Japan und Deutschland, was zu einer Technologieblockade und einem Marktmonopol geführt hat. Die Nachfrage nach Polysilizium stammt hauptsächlich aus der Halbleiter- und Solarzellenindustrie.

Der photoelektrische Wirkungsgrad von monokristallinen Silizium-Solarzellen liegt bei etwa 18 %, maximal bei 24 %. Dies ist der höchste Wirkungsgrad aller Solarzellentypen, jedoch sind die Produktionskosten so hoch, dass eine breite Anwendung nicht möglich ist. Da monokristallines Silizium üblicherweise mit gehärtetem Glas und wasserdichtem Harz verkapselt wird, ist es langlebig und hat eine Lebensdauer von bis zu 25 Jahren.

Der Herstellungsprozess von polykristallinen Silizium-Solarzellen ähnelt dem von monokristallinen Silizium-Solarzellen. Allerdings ist der photoelektrische Wirkungsgrad polykristalliner Silizium-Solarzellen deutlich geringer und liegt bei etwa 16 %. Hinsichtlich der Produktionskosten sind sie günstiger als monokristalline Silizium-Solarzellen. Das Material ist einfacher zu verarbeiten, der Energieverbrauch ist geringer und die Gesamtproduktionskosten sind niedriger, was zu ihrer starken Verbreitung geführt hat. Die Lebensdauer polykristalliner Silizium-Solarzellen ist jedoch kürzer als die monokristalliner. Im Hinblick auf das Preis-Leistungs-Verhältnis schneiden monokristalline Silizium-Solarzellen etwas besser ab.

1. Solarmodule mit niedriger Wattzahl können gemessen werden, Solarmodule mit hoher Leistung hingegen nicht nur mit einem Multimeter.

Der Ausgangsspannungswert wurde gemessen, als die Photovoltaikzelle einer Lichtquelle mit einer Intensität von 100 mW/cm² ausgesetzt war und der Ausgang der Photovoltaikzelle im Leerlauf war. Verwenden Sie den Gleichspannungsbereich des Multimeters. Verbinden Sie die rote Messleitung mit dem Pluspol und die schwarze Messleitung mit dem Minuspol der Batterieplatine.

Kurzschlussstrom: Der Kurzschlussstrom bezeichnet den Strom, der durch die Photovoltaikzelle fließt, wenn der Ausgang unter der Bestrahlung mit einer Standardlichtquelle kurzgeschlossen wird. Zur Messung des Kurzschlussstroms wird üblicherweise ein Amperemeter mit einem Innenwiderstand von weniger als 1 Ohm an beide Anschlüsse der Photovoltaikzelle angeschlossen.

Verwenden Sie den Gleichstrommodus des Multimeters. Die rote Messleitung wird an den positiven Pol des Solarmoduls angeschlossen, die schwarze Messleitung an den negativen Pol des Solarmoduls.

Berechnung:

Maximale Ausgangsleistung (Pm): Maximale Ausgangsbetriebsspannung (Vpm) × Maximaler Ausgangsbetriebsstrom (Ipm).

Photovoltaikmodule gibt es mit 18 V, 36 V usw. Straßenlaternen mit 12-V-System können 18-V-Solarmodule parallel schalten, Straßenlaternen mit 24-V-System können 36-V-Solarmodule verwenden, oder 18-V-Solarmodule können in Reihe geschaltet werden.

Gegenwärtig sind 100W, 250W, 300W∽345W (ca. 1m*2m) üblich, und das 470W Solarpanel ist sehr groß. Der Wechselrichterregler im Photovoltaiksystem ist sehr wichtig, auch mPPt ist derzeit am besten.

2. Aktuell auf dem Markt erhältliche Solarmodule:

Monokristallines Silizium: 125 mm × 125 mm, Leistung: 2,5 W–2,7 W (W/mm)

Polysilizium: 156 mm × 156 mm, Leistung: 3–4 W

Zellumwandlungseffizienz = Leistung/Fläche

Beispiel: 2,5 W / (125 mm × 125 mm × 0,99) fehlende Ecke des Einkristalls

Lernen Sie am Beispiel:

Watt-Umwandlungsfläche: 2,5 W / 1000 = 0,00259 (W/m²)

Fläche: 125 mm * 125 mm * 0,99 = 0,01546 m²

Umwandlungseffizienz: Watt/Fläche = 0,00259/0,01546 = 0,1675

Das heißt, der Wirkungsgrad von 2,5-Watt-Monokristallinzellen kann 16,8 % erreichen.

3. Solarpanelspannung 12 V (36 Stück) oder 24 V (72 Stück)

Lernen Sie am Beispiel:

Wie man ein 120W/24V-Solarpanel baut.

120W/72=1.67

1.67*2=3.3W

Umgekehrt lässt sich daraus ableiten, dass sie durch die Hälfte der 3,3-W-polykristallinen Zelle geteilt werden kann: 3,3 * 1/2 * 72 = 119 W (die Größe der Solarzelle kann einen kleinen Fehler aufweisen, es gibt eine Toleranz von 5 %)

4. Die Betriebsspannung des Solarpanels

Spannung einer einzelnen Zelle: 0,48 V bis 0,5 V

Die normale Betriebsspannung der 12-V-Systembatterieplatine beträgt 17,5 V, die der 24-V-Systembatterieplatine etwa 35 V; (0,48 V ~ 0,5 V) * 36 = (17,28 V ~ 18 V) (0,48 V ~ 0,5 V) * 72 = (34,5 V ~ 36 V)

5. Berechnung der Spezifikationen von Solarmodulen:

Anordnung der Standardpaneele: 4*9 oder 6*12

Lernen Sie am Beispiel:

Flächenberechnung eines monokristallinen 90W/12V-Solarmoduls:

90W können 2,5W*36 sein; gemäß der 4*9-Anordnung beträgt die Größe einer einzelnen 2,5-Watt-Zelle 125*125mm.

Die Breite beträgt: 4 * 125 = 500 + 45 (der Abstand zwischen den Zellen und die Rahmenlänge) = 545 mm

Die Länge beträgt: 9 * 125 = 1125 + 80 (Abstand zwischen Zellen, Anschlussdose und Rahmenlänge) = 1205 mm

Ergebnis : Die Größe des 90-W-monokristallinen Solarmoduls beträgt also 545 x 1205 mm .

Flächenberechnung für polykristalline 120W/24V-Solarmodule:

120W/24V können 3,3W (1/2 abgeschnitten)*72 ergeben;

Bei einer Anordnung von 6x12 misst eine einzelne Zelle 156x156 mm.

Die Breite beträgt: 6 * 156 = 936 + 45 (der Abstand zwischen den Zellen und die Länge des Rahmens) = 992 mm

Die Länge beträgt: 12*156/2+80 (der Abstand zwischen den Zellen, der Anschlussdose und die Länge des Rahmens)=1020 mm

Ergebnis : Die Größe des 120-W-polykristallinen Solarmoduls beträgt also 992 x 1020 mm .