So messen Sie die maximale Leistung eines Solarmoduls
Antworten:
Angenommen, die Strom / Spannungs-Beziehung ist linear (dies ist nicht der 1/4 * I * VFall , aber dies ergibt eine grobe Untergrenze), könnten Sie den Kurzschlussstrom und die offenzellige Spannung messen und die maximale theoretische Leistung bei einem Worst-Case-Wert von 0,25 erhalten Füllfaktor. Ein vernünftigerer Wert kann jedoch durch Verwendung eines anderen Faktors erhalten werden
Typische Füllfaktoren liegen zwischen 0,5 und 0,82. ( Quelle )
Da die IV-Kurve nicht linear ist, müssen Sie entweder die Parameter Ihrer Zelle ermitteln und Gleichungen anwenden (wie hier ) oder einfach numerisch, indem Sie Messungen bei verschiedenen I / V durchführen und die größte I*VKoordinate ermitteln.
Die Solarzelle ist nur eine weitere Diode, die freie Elektronen erzeugt, wenn Licht darauf fällt. Sie benötigen eine Lichtquelle, deren Lichtintensität (Bestrahlungsstärke) variiert werden kann. Richten Sie das Licht auf die Zelle, variieren Sie die Intensität und beginnen Sie mit der Messung von Spannung und Strom bei dieser Spannung. Zeichnen Sie sie auf ein Millimeterpapier. Sie müssen die IV-Eigenschaften der Zelle ermitteln. An einem bestimmten Punkt, an dem sich Imp und Vmp gemeinsam befinden, ist dieser Punkt die maximale Leistung (Pmp).
Da ich neu hier bin, kann ich keine Bilder posten. Sie können nur Google Sie erhalten die IV-Kurve der Solarzelle.
Wenn Sie dazu zu faul sind, kaufen Sie einen Blinker (kostet Sie ein paar tausend Dollar) :) und Sie erhalten alle Parameter der Solarzelle auf einem einzigen Blatt Papier.
Erstens: Das Solarpanel hat eine V / I-Kurve, die wie folgt geformt ist:
Wie Sie sehen können, variiert die Spannung bei niedrigen Strömen geringfügig, und bei niedrigen Spannungen ist der Strom nahezu konstant. Sie haben also den maximalen Strom, wenn das Panel kurzgeschlossen ist, und die maximale Spannung, wenn das Panel offen ist. Da die Leistung jedoch V * I ist, müssen Sie den Punkt finden, an dem das Produkt maximal ist.
Wie Sie im zweiten Bild sehen können, hat die Leistung eine Spitze bei etwa 80% der Leerlaufspannung, und einige MPPT-Systeme (Max Power Point Tracking) spannen das Panel nur auf diese Spannung vor. Klügere verwenden jedoch Tricks wie das Messen der Steigung der Leistungskurve, die bei Erreichen des MPP Null ist.
Das Bild zeigt auch eine andere interessante Tatsache: Wenn das Licht geändert wird, skaliert die Kurve vertikal, was bedeutet, dass der Strom proportional zum Licht ist, die Spannung jedoch ungefähr gleich bleibt (mit grober Annäherung).
Durch Erhöhen der Temperatur wird stattdessen die Leerlaufspannung gesenkt, die Kurve nach links verschoben und somit die Gesamtleistung verringert, die erzielt werden kann. Deshalb ist es wichtig, das Panel kühl zu halten.
Um den maximalen Leistungspunkt zu finden, können Sie folgende Schritte ausführen:
Stellen Sie zunächst die Lichtstärke auf einen stabilen (und möglicherweise bekannten) Wert ein.
Schließen Sie dann das Panel an eine Spannungsquelle an, die in der Lage ist, Strom abzusenken und sowohl Spannung als auch Strom genau zu messen.
Erhöhen Sie ab 0 V die Spannung, bei der Sie das Panel vorspannen, bis Sie die Leerlaufspannung Voc erreichen, während Sie den Strom für jeden Punkt messen.
Um den MPP zu finden, haben Sie mehrere Möglichkeiten:
Messen der Leerlaufspannung Voc oder des Kurzschlussstroms Isc. Der MPP ist normalerweise ein nahezu konstanter Bruchteil dieser Parameter. Dies ist die gröbste Methode, da sie nicht genau ist und angepasst werden muss, wenn sich das Licht ändert.
Ableitung : Wenn das Panel auf einen Punkt vorgespannt ist, führen Sie eine kleine Änderung der Spannung des Panels ein und messen Sie die Änderung des Stroms. Abhängig von diesem Verhältnis (dI / dV) ist eine erneute Einstellung bis zum Erreichen des MPP möglich. Es gibt verschiedene Implementierungen dieser Technik, die am häufigsten verwendet wird.
Andere Lösungen verwenden möglicherweise einen externen Belichtungsmesser und leiten daraus die richtige Vorspannung für das Panel ab.