1. З чого складається сонячний модуль
2. Електричні характеристики сонячної батареї: вольт-амперна характеристика
3. Чому 12-вольт панелі насправді 17-вольт?

Наше деловое партнерство www.banwar.org

Сонячні панелі складаються з сонячних елементів . Так як один сонячний елемент не виробляє достатньої кількості електроенергії для більшості застосувань, Сонячні елементи збираються в сонячних модулях для того, щоб виробляти більше електрики.

Модулі виробляються з псевдоквадратних монокремніевих або квадратних полікремнієвих фотоелектричних перетворювачів (ФЕП), покритих антіотражающім покриттям.

Сонячні панелі (також звані фотоелектричні або сонячні модулі) виробляються багатьох типів і розмірів. Найбільш типові - це кремнієві фотоелектричні модулі потужністю 15-360 Wp (піковий ват, тобто потужністю максимум в 15-360 Вт при яскравому сонці). Такий сонячний модуль має розмір до 2 м2. Широкий типорозмірний ряд сонячних модулів доступний у продажу . Сонячні панелі (PV modules) можуть з'єднуватися між собою сонячні батареї (Arrays) для того, щоб отримати більшу потужність (наприклад, 2 модуля по 50 Wp, з'єднаних разом, еквівалентні модулю потужністю 100 Wp).

ККД доступних в продажу модулів варіюється в межах 5-20%. Це означає, що 5-20% від кількості енергії, що падає на сонячний елемент, буде трансформовано в електрику. Дослідницькі лабораторії в усьому світі розробляють нові матеріали для СЕ з більш високим ККД (до 45%). Вартість виробництва також дуже важлива. Деякі нові технології (такі як, наприклад, тонкоплівкові), дозволяють виробляти СЕ в великих масштабах, що значно знизить вартість елементів і модулів

З чого складається сонячний модуль

Модулі з кристалічного кремнію є багатошаровим «пирогом». У загальному випадку вони складаються з декількох шаром, показаних на малюнку справа. Герметизуючий матеріал необхідний для того, щоб забезпечити повну герметичність сонячних елементів при роботі на відкритому повітрі цілий рік. При попаданні повітря або вологи всередину сонячного модуля відбувається окислення і руйнування контактів сонячних елементів, що призводить до виходу модуля з ладу. Як герметизуючої плівки зазвичай застосовується EVA (етіленвінілацетатная) плівка. На жаль, вона ж і є одним з факторів «старіння» фотоелектричних модулів, тому що з часом втрачає свою прозорість. Зараз у всьому світі ведуться роботи по заміні цієї EVA на інші матеріали, але в комерційно виготовлених модулях поки в основному застосовується саме цей матеріал.

Сонячні модулі зазвичай виконані у вигляді панелі, укладеної в каркас з алюмінієвого профілю. бувають сонячні модулі без алюмінієвої рами . Панель являє собою фотоелектричний генератор, що складається зі скляної плити, з тильного боку якої між двома шарами герметизирующей (ламинирующей) плівки розміщені сонячні елементи, електрично з'єднані між собою металевими шинами. Нижній шар герметизирующей плівки захищений від зовнішніх впливів шаром захисної плівки. До внутрішньої сторони корпусу модуля прикріплений блок терміналів, під кришкою якого розміщені електричні контакти, призначені для підключення модуля.

Електричні характеристики сонячної батареї: вольт-амперна характеристика

Сонячний модуль може працювати при будь-якій комбінації напруги і струму, розташованим на його вольт-амперної характеристики (ВАХ). Однак, в реальності модуль працює в одній точці в даний час. Ця точка вибирати не модулем, а електричними характеристиками ланцюга, до якої даний модуль (або сонячна батарея) підключений.

Напруга, при якому струм дорівнює 0, називається напругою холостого ходу (Voc). З іншого боку, струм, при якому напруга дорівнює 0, називається струмом короткого замикання (Isc). У цих крайніх точках ВАХ потужність модуля дорівнює 0. На практиці, система працює при комбінації струму і напруги, коли виробляється достатня потужність. Краще поєднання називається точкою максимальної потужності (ТММ, або MPP). Відповідні напруга і струм позначаються як Vp (номінальну напругу) і Ip (номінальний струм). Саме для цієї точки визначаються номінальна потужність і ККД сонячного модуля.

При прямому сполученні сонячного модуля до акумуляторної батареї, модуль працює при напрузі, рівному напрузі акумуляторної батареї в даний момент. У міру заряду АБ її напруга зростає, тому модуль може працювати в діапазоні напруги від 10 до 14,5В (тут і далі використовуються напруги для модуля номінальною напругою 12В. Для модулів з номінальною напругою 24В значення напруги потрібно помножити на 2). Відповідно, його робоча точка може бути досить далеко від оптимальної. Чому ж виробники вибрали напруга модуля в максимальній точці рівним 17В?

Чому 12-вольт панелі насправді 17-вольт?

Це зроблено для того, щоб компенсувати втрати напруги в фотоелектричної системі і зберегти можливість повного заряду акумуляторної батареї. Звичайне питання, яке задають люди - «чому не можна зробити панелі так, щоб вони видавали 12В?» Якщо ви зробите так, то модулі будуть видавати необхідне для заряду АБ напруга тільки, коли вони холодні, в ідеальному стані і при яскравому сонці. Зазвичай таких умов не буває в реальності. Тому панелі повинні мати запас по напрузі для можливості заряджати АБ при зниженій освітленості, під пилом і нагрітими на сонці. Всупереч інтуїції, сонячні панелі працюють краще в холодну погоду. У нормальних умовах, коли сонячна панель нагрівається до 40-45 градусів, її потужність знижується на 15-17%.

Як відомо, для заряду АБ напругою 12В необхідно довести її напруга до 14,5В (або навіть до 15В при заряді при низьких температурах). Напруга сонячного модуля в реальних умовах виявляється нижче, ніж 17В. По-перше, при нагріванні сонячного модуля його напруга знижується приблизно на 0,5 В. По-друге, існують втрати напруги в сполучних проводах. Також, рідко коли рівень освітленості дорівнює 1000 Вт / м2. Все це призводить до того, що реальна напруга на модулі знижується, і в дійсності воно виявляється дуже близько до необхідних 14,5В. З іншого боку, при низьких температурах, напруга може бути більше, ніж 17В.

Потужність сонячної панелі змінюється в залежності від освітленості практично прямо-пропорційно. При певній освітленості модуль припиняє вироблення. Ця освітленість для кристалічних модулів становить приблизно 150-200 Вт / м2, а для аморфних - близько 100 Вт / м2.

Також, потужність сонячного модуля залежить від його температури, і зазвичай падає при підвищенні температури. Типовий температурний коефіцієнт для кристалічних модулів становить -0,45% / К (тобто при підвищенні температури модуля на кожен градус його вироблення зменшується на 0,45%). Для аморфних модулів цей показник зазвичай рази в 2 менше, а останні розробки трьох-перехідних аморфних модулів навіть мають позитивний температурний коефіцієнт потужності.

Нове покоління сонячних контролерів заряду , а також сонячні фотоелектричні інвертори можуть забезпечувати роботу сонячної батареї в точці максимальної потужності. Вони відстежують точку максимальної потужності, і підтримують напругу на вході рівний цій точці. На виході, за рахунок перетворення напруги, забезпечується напруга, рівна напрузі на АБ. Таким чином, MPPT контролер знижує напругу і підвищує струм. Стеження за ТММ сонячного модуля забезпечує збільшення вироблення електроенергії на 15-30%.

Можна знайти всі ці параметри - (Voc, Isc, MPP, Vp, Ip) - на табличці або доданих до модуля характеристиках (зауважте, що Vp і Ip також називаються номінальними значеннями. Однак не чекайте отримати номінальну потужність від вашої сонячної батареї - майже неможливо , щоб зібрана система працювала весь час в точці максимальної потужності. Крім змін освітленості, на яку вироблено потужність впливає температура сонячної батареї - чим вище температура сонячної батареї, тим нижче її потужність.

При покупці сонячних фотоелектричних модулів потрібно розуміти, на якому виробництві зроблені пропоновані продавцем сонячні панелі. Якщо інформації про виробника немає, - наприклад, ви купуєте сонячні модулі під брендом імпортера, агрегатора сонячних електростанцій або OEM постачальника, - то ви ризикуєте отримати «кота в мішку» з непередбачуваним якістю і довговічністю.

Брендові сонячні панелі зазвичай робляться на виробництвах з повною автоматизацією. На дрібних і деяких середніх заводах про збірці сонячних панелей частина операцій не автоматизована (наприклад, часто пайка загальних шин сонячної панелі, переміщення панелей між етапами виробництва, складання алюмінієвих рам і т.п. бувають не автоматизовані і виконуються вручну). Це зменшує ціну випускаються сонячних панелей, але також можуть погіршувати і довгострокове якість цих панелей.

Дивіться нижче невелике відео про процес виготовлення сонячної фотоелектричної панелі на повністю автоматизованому виробництві. Рівень автоматизації відображає якість і рівень виробника.

«Ваш Сонячний Дім» завжди розкриває інформацію про заводі виробнику пропонованого обладнання своїм покупцям і партнерам. Якщо такої інформації немає, ми чесно застерігаємо наших покупців про можливі проблеми після закінчення гарантійного терміну.

Перейти до покупки сонячних панелей в наш Інтернет магазин