Технические характеристики солнечных панелей: основные термины, которые необходимо знать

Техническое описание солнечной панели обычно содержит данные технических характеристик, такие как мощность, ток и напряжение, при различных условиях испытаний. Это главный аспект для сравнения производительности солнечных панелей. Для измерения этих ключевых параметров используются три стандарта условий испытаний, каждый со своим подходом и контекстом.

Перед дальнейшим рассмотрением спецификации продукта было бы лучше заранее понять некоторые термины и параметры, используемые для принятия решения, которое соответствует нашим требованиям к мощности.

Условия испытаний солнечных панелей: STC, PTC и NOCT.

Стандартные условия испытаний (STC) — это широко используемый отраслевой стандарт для испытаний. солнечные панели и их электрические свойства. Это обусловлено требованием справедливого сравнения производителей, что требует разработки широко применимого стандарта. В качестве примечания, параметр температуры ячейки используется вместо температуры окружающей среды в этом стандарте. Этот тест проводится в идеальных условиях, когда солнечный свет находится на пике, панель расположена перпендикулярно солнцу, а температура окружающей среды достаточно низкая, чтобы перегрев маловероятен.

STC в основном учитывается при расчете размера оборудования и его соотношения с номинальной мощностью. Однако рейтинг STC не отражает всю производительность солнечной панели, поскольку некоторые параметры производительности, такие как температурный коэффициент и чувствительность, не учитываются должным образом. Сам по себе рейтинг STC также не указывает на качество сборки и то, насколько хорошо он работает в реальных условиях.

Для выполнения этого требования был создан другой набор тестовых условий, известный как тестовое условие PVUSA (PTC). PVUSA расшифровывается как Photovoltaics for Utility-Scale Applications и разрабатывается Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (NREL). В отличие от STC, PTC устанавливает температуру окружающей среды при испытаниях. и моделирует повышение температуры ячейки при определенных скоростях ветра.

Рейтинг PTC всегда будет ниже рейтинга STC из-за более реалистичных условий тестирования, но он может более точно оценить производительность, например, события потери питания, которые могут произойти в режиме реального времени. Это связано с физическим фактом, что если панель нагревается, выходное напряжение падает, а вместе с ним и мощность. Потеря мощности значительно влияет на производительность и становится ключевой характеристикой, которую следует учитывать при выбор солнечных батарей.

Когда клетки подвергаются воздействию солнечного света, их температура может подняться выше температуры окружающей среды. Поскольку температура ячейки влияет на производительность в целом, крайне важно определить рабочую температуру панели, которую трудно определить количественно из-за переменных условий окружающей среды. Следовательно, необходимо установить стандарт для измерения температуры ячейки. Рабочая температура элемента солнечной панели в соответствии с этим стандартом определяется как номинальная рабочая температура элемента (NOCT). Как правило, NOCT будет примерно на 20-25°C выше, чем температура окружающей среды, при средней температуре около 45°C.

Хотя NOCT не требуется для целей проектирования, этот параметр может указывать, насколько хорошо панель работает в различных условиях, особенно с тепловыми характеристиками. При сравнении двух панелей с одинаковым рейтингом STC рейтинг PTC и NOCT можно использовать в качестве дополнительного показателя сравнения.

Что такое КПД и температурный коэффициент солнечной панели?

Эффективность модуля (%) связана с тем, сколько поглощенного излучения может быть преобразовано в электричество в STC. Для солнечных панелей количество произведенной электроэнергии зависит от значения эффективности и условий окружающей среды, которые влияют на количество полученного излучения. Тем не менее, более эффективная панель будет обеспечивать такое же количество энергии при уменьшении размера панели.

Между тем, температурный коэффициент (%/°C) описывает процент пиковых потерь мощности на 1°C повышения температуры от STC. Температурный коэффициент и NOCT можно использовать для оценки потерь мощности в рабочих условиях по следующему уравнению:

Исходя из этого соотношения, меньший температурный коэффициент и NOCT приведут к меньшим потерям мощности. Таким образом, можно ожидать более высокой производительности. Это уравнение показывает разницу в производительности операций в реальных условиях по сравнению с идеальными условиями.

Как КПД, так и температурный коэффициент зависят от материала модуля, типа ячейки и производственного процесса. Кроме того, эти значения тесно связаны с рабочей температурой. Температурный коэффициент, как указывалось ранее, определяет величину потерь мощности, пропорциональную повышению температуры. Потеря мощности будет означать снижение выходной мощности, что приведет к снижению процента эффективности. В заключение, температурный коэффициент определяет эффективность панели с точки зрения того, сколько электроэнергии теряется при ее рабочей температуре.

Основные электрические термины, которые необходимо знать

Выходные отношения модуля представлены на графике, называемом «IV-кривая». Это относится к значению тока и напряжения, соответствующих мощности, с учетом излучения в каждом конкретном рабочем режиме.

Максимальная мощность (Pmax)

Pmax (Вт) — максимальная номинальная выходная мощность при STC. Поскольку этот параметр измеряется в идеальных условиях, требуется сравнительный параметр, который уместно измеряется в рабочих условиях, подобных реальным, например PTC. Сравнение Pmax с номинальной мощностью PTC даст нам более полный обзор производительности.

На приведенном выше графике показано, что Pmax достигается непосредственно перед падением напряжения при повышении температуры ячейки. Он получается из произведения тока и напряжения при определенных значениях, известных как Vmpp и Impp.

Значение Pmax может быть ниже или выше во время измерения и может отличаться для каждой панели, поскольку солнечные элементы изготавливаются партиями. Массовый тест проводится для измерения выходной мощности, и панель будет отсортирована в группу диапазонов на основе этого для сегментации продаж. Следовательно, допустимая мощность (Вт или %) определяется, чтобы дать более подробную информацию об отклонении Pmax. Рабочий ток и напряжение могут значительно различаться для работы на каждом конце допустимого диапазона, определяя результирующую выходную мощность.

Максимальное напряжение точки питания (Vmpp)

Vmpp (В) — это напряжение, при котором достигается Pmax. Обычно он указан в спецификации солнечной панели. Это зависит в основном от температуры и резко падает при определенном температурном пороге.

Максимальный ток точки питания (Impp)

Impp (A) — это ток, при котором достигается Pmax. Обычно он указан в спецификации солнечной панели.

Напряжение холостого хода (Voc)

Voc (В) — это напряжение без нагрузки. Он представляет собой максимальное напряжение и обычно используется для определения конфигурации солнечной панели для количества панелей, подключенных последовательно к инвертору/контроллеру заряда. Важно не допустить перенапряжения, которое может повредить оборудование.

Ток короткого замыкания (Isc)

Isc (A) — ток в режиме холостого хода. Он представляет собой максимальный ток, когда короткое замыкание происходит при соединении положительного и отрицательного выводов провода. Это важно с точки зрения безопасности и обеспечения потребностей в защитных устройствах, таких как предохранители или выключатели.

Другие термины, связанные с производительностью панели

Ветровая нагрузка

Ветровая нагрузка (Па), также известная как максимальная статическая нагрузка на спину, относится к силе ветра, которую может выдержать панель. Сила ветра пропорциональна скорости ветра. В случае экстремальных погодных условий монтаж панели потребует особого внимания, чтобы гарантировать надежность системы.

Снеговая Нагрузка

Снеговая нагрузка (Па), также известная как максимальная статическая нагрузка спереди, относится к давлению статического веса снега, которое может выдержать панель. Для местности с сильным снегопадом рекомендуется использовать более прочную панель, чтобы ее было сложнее сломать.

Выводы

STC по-прежнему является наиболее часто используемым стандартом для заводских испытаний солнечных панелей. Если в спецификациях указаны рейтинги PTC или NOCT, может потребоваться дополнительное сравнение общей производительности. Тестирование в условиях PTC и NOCT также рекомендуется для получения технических данных о спецификациях солнечных панелей. Некоторые характеристики, такие как КПД и потери мощности, могут быть лучше описаны с использованием условий испытаний, аналогичных условиям эксплуатации. Мы также должны учитывать экологические и климатические факторы. в дополнение к техническим параметрам, так как они влияют на производительность солнечной панели и прочность конструкции, необходимой для установки.