Come determinare la potenza di un pannello solare

Come determinare la potenza di un pannello solare

Che cos'è un pannello solare?

Un pannello solare è un dispositivo che converte la radiazione solare, direttamente o indirettamente, in energia elettrica attraverso l'effetto fotoelettrico o l'effetto fotochimico, assorbendo la luce solare. Le sue dimensioni sono tali che il suo utilizzo generale presenta alcune limitazioni.

Rispetto alle batterie tradizionali e ricaricabili, le celle solari sono prodotti più ecologici, a basso consumo energetico e rispettosi dell'ambiente.

Attualmente, i materiali a base di silicio cristallino (inclusi il silicio policristallino e il silicio monocristallino) sono i materiali fotovoltaici più importanti, con una quota di mercato superiore al 90%, e continueranno a essere il materiale principale per le celle solari per lungo tempo. La tecnologia di produzione del polisilicio è da tempo nelle mani di 10 stabilimenti di 7 aziende in 3 paesi, tra cui Stati Uniti, Giappone e Germania, il che ha portato a un blocco tecnologico e a un monopolio di mercato. La domanda di polisilicio proviene principalmente dai semiconduttori e dalle celle solari.

L'efficienza di conversione fotoelettrica delle celle solari in silicio monocristallino si aggira intorno al 18%, con un massimo del 24%, il valore più alto tra tutti i tipi di celle solari. Tuttavia, i costi di produzione sono talmente elevati da limitarne la diffusione. Poiché il silicio monocristallino viene generalmente incapsulato con vetro temperato e resina impermeabile, risulta durevole e ha una durata di servizio fino a 25 anni.

Il processo di produzione delle celle solari in silicio policristallino è simile a quello delle celle solari in silicio monocristallino, ma l'efficienza di conversione fotoelettrica delle celle solari in silicio policristallino è molto inferiore, attestandosi intorno al 16%. In termini di costi di produzione, le celle solari in silicio policristallino sono più economiche rispetto a quelle in silicio monocristallino, grazie alla semplicità di lavorazione del materiale, al risparmio energetico e al costo totale di produzione inferiore, il che ne ha favorito lo sviluppo. Tuttavia, la durata di vita delle celle solari in silicio policristallino è inferiore rispetto a quella delle celle solari in silicio monocristallino. In termini di rapporto costo-prestazioni, le celle solari in silicio monocristallino risultano leggermente migliori.

1. I pannelli solari a bassa potenza possono essere misurati, ma i pannelli solari ad alta potenza non possono essere misurati solo con un multimetro.

Il valore della tensione di uscita viene misurato quando la cella fotovoltaica è posta sotto una sorgente luminosa di 100 mW/cm² e l'uscita della cella fotovoltaica è a circuito aperto. Utilizzando la gamma di tensione CC del multimetro, il puntale rosso viene collegato al polo positivo della scheda della batteria e il puntale nero al polo negativo della scheda della batteria per effettuare la misurazione.

Corrente di cortocircuito: si riferisce alla corrente che attraversa la cella fotovoltaica quando l'uscita è in cortocircuito sotto l'irradiazione di una sorgente luminosa standard. Il metodo generale per misurare la corrente di cortocircuito consiste nel collegare un amperometro con una resistenza interna inferiore a 1 ohm a entrambe le estremità della cella fotovoltaica da misurare.

Utilizzando la funzione di misurazione della corrente continua (CC) del multimetro, collegare il puntale rosso all'elettrodo positivo del pannello solare e il puntale nero all'elettrodo negativo del pannello solare.

Calcolo:

Potenza massima in uscita (Pm): tensione massima di lavoro in uscita (Vpm) × corrente massima di lavoro in uscita (Ipm).

I pannelli fotovoltaici hanno tensioni di 18V, 36V, ecc. I lampioni stradali a 12V possono utilizzare pannelli solari da 18V in parallelo, i lampioni stradali a 24V possono utilizzare pannelli solari da 36V oppure i pannelli solari da 18V possono essere collegati in serie.

Attualmente, sono comuni pannelli solari da 100W, 250W, 300W∽345W (circa 1m*2m), mentre il pannello solare da 470W è molto grande; il controller dell'inverter nel sistema fotovoltaico è molto importante, e attualmente mPPt è il migliore.

2. Pannelli solari attualmente in commercio:

Silicio monocristallino: 125 mm*125 mm, potenza: 2,5 W-2,7 W (W/mm)

Polisilicio: 156 mm*156 mm, Potenza: 3 W-4 W

Efficienza di conversione della cella = potenza/area

Ad esempio: 2,5 W/(125 mm*125 mm*0,99) angolo mancante del monocristallo

Studia attraverso esempi:

Area di conversione dei watt: 2,5 W/1000 = 0,00259 (W/m)

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

Efficienza di conversione: potenza/area = 0,00259/0,01546 = 0,1675

Ciò significa che l'efficienza di conversione delle celle monocristalline da 2,5 watt può raggiungere il 16,8%.

3. Tensione del pannello solare: 12V (36 pezzi) o 24V (72 pezzi)

Studia attraverso esempi:

Come realizzare un pannello solare da 120W/24V.

120W/72=1.67

1.67*2=3.3W

Viceversa, si può dedurre che può essere dimezzato rispetto alla cella policristallina da 3,3 W: 3,3*1/2*72=119 W (le dimensioni della cella solare possono presentare un piccolo errore, c'è un margine di tolleranza del 5%).

4. La tensione di funzionamento del pannello solare

Tensione di una singola cella: 0,48 V ~ 0,5 V

La tensione di funzionamento della scheda batteria del sistema normale a 12 V è di 17,5 V, e la tensione di funzionamento della scheda batteria del sistema a 24 V è di circa 35 V; (0,48 V~0,5 V )*36=(17,28~18) (0,48 V~0,5 V )*72=(34,5~36)

5. Calcolo delle specifiche del pannello solare:

Disposizione dei pannelli standard: 4*9 o 6*12

Studia attraverso esempi:

Calcolo dell'area del pannello solare monocristallino da 90W/12V:

90 W possono essere 2,5 W*36; secondo la disposizione 4*9, una singola cella da 2,5 watt è 125*125 mm.

La larghezza è: 4*125=500+45 (lo spazio tra le celle e la lunghezza del telaio)=545mm

La lunghezza è: 9 * 125 = 1125 + 80 (spazio tra le celle, la scatola di giunzione e la lunghezza del telaio) = 1205 mm

Risultato : Pertanto, le dimensioni del pannello solare monocristallino da 90W sono 545*1205 mm .

Calcolo dell'area di un pannello solare policristallino da 120W/24V:

120W/24V può essere 3,3W (taglio 1/2)*72;

Disposta secondo uno schema 6*12, una singola cella misura 156*156 mm.

La larghezza è: 6*156=936+45 (lo spazio tra le celle e la lunghezza del telaio)=992mm

La lunghezza è: 12*156/2+80 (lo spazio tra le celle, la scatola di giunzione e la lunghezza del telaio)=1020mm

Risultato : Le dimensioni del pannello solare policristallino da 120W sono quindi 992*1020 mm .