Cómo determinar la potencia de un panel solar

Cómo determinar la potencia de un panel solar

¿Qué es un panel solar?

Un panel solar es un dispositivo que convierte la radiación solar, directa o indirectamente, en energía eléctrica mediante el efecto fotoeléctrico o fotoquímico, absorbiendo la luz solar. Su gran tamaño limita su uso general.

En comparación con las baterías convencionales y las baterías recargables, las células solares son productos ecológicos que ahorran más energía y son más respetuosos con el medio ambiente.

Actualmente, los materiales de silicio cristalino (incluidos el silicio policristalino y el silicio monocristalino) son los materiales fotovoltaicos más importantes, con una cuota de mercado superior al 90%, y seguirán siendo el material principal para las células solares durante mucho tiempo. La tecnología de producción de polisilicio ha estado durante mucho tiempo en manos de 10 fábricas de 7 empresas en 3 países, entre ellos Estados Unidos, Japón y Alemania, lo que ha dado lugar a un bloqueo tecnológico y un monopolio de mercado. La demanda de polisilicio proviene principalmente de los semiconductores y las células solares.

La eficiencia de conversión fotoeléctrica de las células solares de silicio monocristalino ronda el 18%, alcanzando un máximo del 24%, la mayor eficiencia de conversión fotoeléctrica entre todos los tipos de células solares. Sin embargo, su elevado coste de producción limita su uso generalizado. Dado que el silicio monocristalino suele encapsularse con vidrio templado y resina impermeable, es duradero y tiene una vida útil de hasta 25 años.

El proceso de producción de las células solares de silicio policristalino es similar al de las células solares de silicio monocristalino, pero su eficiencia de conversión fotoeléctrica es mucho menor, alrededor del 16%. En términos de costo de producción, son más económicas que las células solares de silicio monocristalino, su material es fácil de fabricar, se ahorra energía y el costo total de producción es menor, por lo que han experimentado un gran desarrollo. Además, la vida útil de las células solares de silicio policristalino también es más corta que la de las células solares de silicio monocristalino. En términos de relación costo-beneficio, las células solares de silicio monocristalino son ligeramente mejores.

1. Los paneles solares de baja potencia se pueden medir, pero los paneles solares de alta potencia no se pueden medir solo con un multímetro.

El valor de voltaje de salida se mide cuando la celda fotovoltaica se coloca bajo una fuente de luz de 100 mW/cm² y la salida de la celda fotovoltaica está en circuito abierto. Para la medición, utilice el rango de voltaje de CC del multímetro; conecte el cable de prueba rojo al polo positivo de la placa de la batería y el cable de prueba negro al polo negativo de la placa de la batería.

Corriente de cortocircuito: se refiere a la corriente que fluye a través de la celda fotovoltaica cuando la salida se cortocircuita bajo la irradiación de una fuente de luz estándar. El método general para medir la corriente de cortocircuito consiste en conectar un amperímetro con una resistencia interna inferior a 1 ohmio a ambos extremos de la celda fotovoltaica para realizar la medición.

Utilice la función de corriente continua (CC) del multímetro; conecte el cable de prueba rojo al electrodo positivo del panel solar y el cable de prueba negro al electrodo negativo del panel solar.

Cálculo:

Potencia máxima de salida (Pm): tensión máxima de trabajo de salida (Vpm) × corriente máxima de trabajo de salida (Ipm).

Los paneles fotovoltaicos tienen voltajes de 18 V, 36 V, etc. Las farolas con sistema de 12 V pueden usar paneles solares de 18 V en paralelo, las farolas con sistema de 24 V pueden usar paneles solares de 36 V, o bien, los paneles solares de 18 V se pueden conectar en serie.

Actualmente, son comunes los paneles solares de 100 W, 250 W, 300 W a 345 W (de aproximadamente 1 m x 2 m), y el panel solar de 470 W es muy grande. El controlador inversor en el sistema fotovoltaico es muy importante, y el mPPt es actualmente el mejor.

2. Paneles solares actualmente en el mercado:

Silicio monocristalino: 125 mm x 125 mm, potencia: 2,5 W - 2,7 W (W/mm)

Polisilicio: 156 mm x 156 mm, Potencia: 3 W - 4 W

Eficiencia de conversión de la celda = potencia/área

Por ejemplo: 2,5 W / (125 mm * 125 mm * 0,99) esquina faltante de un solo cristal

Estudia mediante ejemplos:

Área de conversión de vatios: 2,5 W/1000 = 0,00259 (W/m)

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

Eficiencia de conversión: potencia/área = 0,00259 / 0,01546 = 0,1675

Es decir, la eficiencia de conversión de las células monocristalinas de 2,5 vatios puede alcanzar el 16,8%.

3. Voltaje del panel solar: 12 V (36 unidades) o 24 V (72 unidades)

Estudia mediante ejemplos:

Cómo fabricar un panel solar de 120W/24V.

120W/72=1.67

1.67*2=3.3W

Por el contrario, se puede deducir que se puede reducir a la mitad la celda policristalina de 3,3 W: 3,3 * 1/2 * 72 = 119 W (el tamaño de la celda solar puede tener un pequeño margen de error, hay una variación del 5%).

4. La tensión de funcionamiento del panel solar

Voltaje de una sola celda: 0,48 V~0,5 V

El voltaje de funcionamiento normal de la placa de batería del sistema de 12 V es de 17,5 V, y el voltaje de funcionamiento de la placa de batería del sistema de 24 V es de aproximadamente 35 V; (0,48 V~0,5 V) * 36 = (17,28~18) (0,48 V~0,5 V) * 72 = (34,5~36)

5. Cálculo de las especificaciones del panel solar:

Disposición de paneles normales: 4*9 o 6*12

Estudia mediante ejemplos:

Cálculo de la superficie de un panel solar monocristalino de 90 W/12 V:

90W pueden ser 2,5W*36; según una disposición 4*9, una sola celda de 2,5 vatios mide 125*125 mm.

El ancho es: 4*125=500+45 (el espacio entre las celdas y la longitud del marco)=545 mm

La longitud es: 9 * 125 = 1125 + 80 (espacio entre celdas, caja de conexiones y longitud del marco) = 1205 mm

Resultado : Por lo tanto, el tamaño del panel solar monocristalino de 90 W es de 545*1205 mm .

Cálculo de la superficie de un panel solar policristalino de 120 W/24 V:

120W/24V puede ser 3,3W (1/2 corte)*72;

Dispuestas según una matriz de 6*12, una sola celda mide 156*156 mm.

El ancho es: 6*156=936+45 (el espacio entre las celdas y la longitud del marco)=992 mm

La longitud es: 12*156/2+80 (el espacio entre las celdas, la caja de conexiones y la longitud del marco) = 1020 mm

Resultado : Por lo tanto, el tamaño del panel solar policristalino de 120 W es de 992*1020 mm .