Modulning ishlash nuqtasi va samaradorligi

Modulning ishlash nuqtasi va samaradorligi

Modulning ishchi oqimi va samaradorligi modul tomonidan so'rilgan yorug'likning qaysi qismini elektr energiyasiga aylantirilishini aniqlaydi. Agar quyosh elementi qisqa tutashuv yoki bo'sh holatda ishlayotgan bo'lsa, u elektr energiyasini ishlab chiqarmaydi va shuning uchun barcha so'rilgan energiya issiqlikka aylanadi.

Moduldagi yorug'lik assimilyatsiya qilish

Quyosh bo'lmagan elementlar tomonidan modulda so'rilgan yorug'lik ham uning isitilishida ishtirok etadi. Qabul qilingan va aks ettirilgan yorug'lik miqdori modulning orqa qatlamining rangi va materiali bilan belgilanadi.

Infraqizil nurni singdirish

Quyosh elementining taqiqlangan zonasining kamroq energiyali nurlari elektr energiyasiga hissa qo'sha olmaydi, lekin agar u quyosh elementlari yoki modulda so'rilgan bo'lsa, u ularni isitishga yordam beradi. Infraqizil nur quyosh elementining orqa yuzasida alyuminiy tomonidan yaxshi so'riladi. Orqa yuzada alyuminiy bo'lmagan quyosh elementlarida infraqizil nur so'rilmaydi va modul orqali o'tishi mumkin.

FV (fotovoltaika) moduli issiqlik yo'qotish

Modulning FV ish harorati modulda ishlab chiqarilgan issiqlik va atrof muhitga chiqadigan issiqlik o'rtasidagi muvozanatning natijasidir. Issiqlik almashinuvining uchta asosiy mexanizmi mavjud: issiqlik o'tkazuvchanligi, konveksiya va radiatsiya.

Issiqlik o'tkazuvchanligi.

Issiqlik o'tkazuvchanligi modulni o'rab turgan FV moduli va boshqa jismlar va muhitlar (shu jumladan, atrof-muhit havosi) o'rtasida issiqlik gradientining mavjudligi tufayli yuzaga keladi. Modulning atrof-muhitga issiqlikni tarqatish qobiliyati issiqlik qarshiligi va quyosh materiallarning shakli bilan tavsiflanadi.

Turli termal qarshilik materiallarida issiqlikni harakatga keltiradigan harakatlantiruvchi kuch bilan issiqlik o'tkazuvchanligi harorat farqi bo'lsa, elektr devorida o'xshashlik bilan oqim oqimi ma'lum termal qarshilikka ega bo'lgan materialdagi potentsial farqning mavjudligi bilan bog'liq. Shuning uchun issiqlik va harorat o'rtasidagi nisbat kuchlanish va oqimni qarshilik orqali bog'laydigan tenglamaga o'xshash tenglama bilan tavsiflanadi. Agar fotoelement bir hil va muvozanatda bo'lsa, issiqlik o'tkazuvchanligi tenglamasi shunday yoziladi:

P – bu quyosh moduli tomonidan ishlab chiqarilgan issiqlik( energiya);
Φ —termik qarshilik °C Vt^-1 
ΔT — ikki materiallar orasidagi harorat farqi °C.

Modulning termal qarshiligi materialning qalinligi va uning o'ziga xos termal qarshiligiga (yoki o'ziga xos issiqlik o'tkazuvchanligiga) bog'liq. Issiqlik qarshiligi elektr qarshiligiga o'xshaydi:

A-Supero'tkazuvchilar issiqlik sirt maydoni

l-issiqlik o'tadigan materialning uzunligi

K- issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti W m ^-1 °C^-1
Murakkab tuzilmalarning termal qarshiligini hisoblash uchun alohida koeffitsientlar ketma-ket yoki parallel ravishda qo'shiladi. Misol uchun, orqa va old yuzalar moduldan atrof-muhitga issiqlikni uzatadi va umumiy issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti parallel qarshilik qonuniga muvofiq hisoblanishi mumkin. Boshqa tomondan, kapsül va shisha termal qarshilik ketma-ket katlanmalıdır. Quyida ko'rsatilgan ramka va chekka ta'sir o'tkazuvchanligini hisobga olmagan holda modulning oddiy FV ning termal qarshiligi diagrammasi ko'rsatilgan.

Konveksiya

Konvektsiya issiqlik almashinuvi bir materialning boshqa yuzasi bo'ylab harakatlanishi natijasida yuzaga keladi. FV modulida konvektiv issiqlik almashinuvi uning yuzasi shamol esayotganda paydo bo'ladi. Konvektsiya jarayonida olingan issiqlik quyidagicha yoziladi


А — ikki material orasidagi aloqa maydoni 
h —konveksiya issiqlik almashinish koeffisenti Vt m ^-2 °C^-1
ΔT — ikki material orasidagi harorat farqi в °C

Termal qarshilikdan farqli o'laroq, h ni to'g'ri usullar bilan hisoblash juda qiyin, shuning uchun odatda materiallar va sharoitlarning muayyan birikmalari uchun empirik tarzda olinadi.

Radiatsiya

FV moduli atrof-muhitga issiqlik uzatish mumkin bo'lgan oxirgi yo'li radiatsiya hisoblanadi. "Mutlaqo qora tananing radiatsiya" bandida aytilganidek, har qanday tananing haroratiga qarab radiatsiya chiqaradi. Radiatsiya zichligi quyidagi tenglama bilan beriladi:

P — moduldagi issiqlik energiyasi
T — quyosh elementini harorati

-Boltsman doimiysi

Biroq, FV moduli mutlaqo qora emas, shuning uchun bu holatni hisobga olish uchun radiatsion qobiliyat, material yoki ob'ekt mutlaqo qora tananing tenglamasiga kiritiladi. Ideal emitentning (yoki absorber) radiatsion qobiliyati 1ga teng. Radiatsion qobiliyat ko'pincha assimilyatsiya xususiyatlariga ko'ra baholanishi mumkin, chunki bu ikki xususiyat ko'pincha juda o'xshash. Misol uchun, juda yaxshi so'rilmaydigan metallar juda yaxshi chiqarilmaydi (0.03 koeffitsienti bilan). Chiqarilgan energiya tenglamasiga radiatsion qobiliyatni o'z ichiga oladi

ε –nurlanish qobiliyati

Radiatsiya natijasida modulda umumiy issiqlik yo'qotilishi tashqi tomondan olingan issiqlik va atrof-muhitga tarqalgan issiqlik o'rtasidagi farqga teng:

T_sc—quyosh elementini harorati
T_amb — tashqi muhit harorati

Elementning nominal ish harorati

Odatda, modul FV ishlashi 25 °C haroratda va 1kw/m2 nurlanish oqimi o'lchanadi. Biroq, odatda, kundalik sharoitlarda modullar yuqori haroratda va kunning ko'p qismida kam radiatsiya oqimida ishlaydi. Quyosh elementining chiqish kuchini aniqlash uchun uning ish haroratini bilish muhimdir. Quyosh elementining nominal ish harorati quyidagi sharoitlarda bo'shashish vaqtida harorat sifatida aniqlanadi:

Element yuzasida radiatsiya oqimi = 800 Vt / m²

Havo harorati = 20°C

Shamol tezligi = 1 m / s

Quyosh nurlanishi va modul va havo o'rtasidagi harorat farqi uchun tenglamalar issiqlik o'tkazuvchanlik va konvektsiya natijasida issiqlik yo'qotilishi lineer doimiy shamol tezligi va issiqlik qarshilik va issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti haroratga kuchli bog'liq emas sharti bilan tushgan nurlanish bog'liq ekanligini ko'rsatadi. Nominal ish harorati eng yaxshi va eng yomon holatlarda, shuningdek, o'rtacha FV moduli uchun quyida ko'rsatilgan. Eng yaxshi holatda issiqlik qarshiligini kamaytiradigan va konvektsiya yuzaga keladigan sirt maydonini oshiradigan sovutish alyuminiy plitalarining orqa yuzasida mavjudligi nazarda tutiladi.

Harorat turli xil modullar (Ross va Smokler) uchun quyosh nurlanishining kuchayib borishi bilan atrof-muhitga nisbatan ko'tariladi.

Modullarning eng yaxshisi 33 ° C nominal ish haroratiga ega edi, eng yomoni 58 °C va odatda modul 48 °S edi.

Modul dizayni nominal ish haroratiga ta'siri

Modulning dizayni, shu jumladan materiallar va qadoqlash zichligi elementning nominal ish haroratiga sezilarli ta'sir ko'rsatadi. Misol uchun, pastki qadoqlash zichligi va kam issiqlik qarshilik orqa yuzasi 5 °C yoki undan ko'p harorat o'zgartirish mumkin.

Termal kengayish va kuchlanish

Termal kengayish modulni loyihalashda hisobga olinishi kerak bo'lgan yana bir muhim harorat effekti.

\

Kengaytma elementlari orasidagi masofa parametrni oshiradi D teng: 

   

α _G-shishani kengayish koeffisenti

α _C-fotoelementni kengayish koeffisenti

D —element kengligi

C — elementlar markazi orasidagi masofa

http://ust.su/solar/media/section-inner17/1597/