Солнечные модули

Солнечные модули – это основной компонент в построении фотоэлектрических систем. Солнечные модули можно изготовить , имея любое выходное напряжение. Солнечным модулем является модуль, который преобразовывает солнечное излучение в электрическое с помощью фронтальной и обратной сторон.

После того подбора солнечных элементов - их спаивают. Возможна любая комбинация батарей. Солнечный модуль – это группа солнечных

элементов, каждый из которых имеет размеры 85 х 85 х 0,4 мм. От количества элементов, которые включены в состав модуля зависят размеры солнечных модулей.

Модуль, состоящий из 72 элементов, имеет такие электрические параметры: мощность - 68 ватт, номинальное напряжение - 12 вольт, ток максимальной мощности 4 ампера.

Цепочка, состоящая из последовательно соединенных элементов, является простейшей батареей.

Эти цепочки можно соединить параллельно, получив так называемое последовательно-параллельное соединение. Параллельно соединяются только цепочки, имеющие идентичное напряжение, в этом случае по закону Кирхгофа их токи суммируются.

В основном при наземном использовании их используют для зарядки батарей-аккумуляторов, имеющих номинальное напряжение 12 В. При этом, обычно, последовательно соединяют 36 солнечных элементов, герметизируя с помощью ламинации на стекле, текстолите или же алюминии. Нахождение элементов при этом между слоями герметизирующей пленки. При этом используется технология вакуумной ламинации, позволяющая не допускать воздушный зазор меж слоями пленки. В противном случае, потери бы на отражение, поглощение равнялись 20-30 % в сравнении лишь с 12 % - при отсутствии воздушной прослойки.

Представление электрических параметров солнечного элемента такое же как и у отдельного солнечного элемента - в виде вольтамперной кривой (стандартные условия: солнечная радиация 1000 Вт/м2, температура - 25оС, солнечный спектр на широте 45о(АМ1,5).

Напряжение холостого хода (Uxx)- точка пересечения кривой с осью напряжений, ток короткого замыкания (Iкз) -точка пересечения с осью токов.

Наибольшая мощность при STC (Standart Test Conditions) является максимальной мощностью модуля. Напряжение, которое соответствует максимальной мощности, носит название напряжения максимальной мощности (рабочее напряжение - Up ), а ток, который соответствует этой мощности - ток максимальной мощности (рабочий ток- Ip ).

Таким образом, значением рабочего напряжения модуля, который состоит из 36 элементов, является 16-17 В (0,45-0,47 В на один элемент) при температуре 25о С.

Данный запас по напряжению в сравнении с напряжением полного заряда АКБ, равным 14,4 В, нужен для компенсации потерь в контроллере заряда (разряда) АКБ, а чаще всего – для снижения напряжения максимальной мощности модуля при нагреве излучением : температурным коэффициентом кремния считают около минус 0,4%/градус (для одного элемента 0,002 В/градус).

Необходимо отметить, что ток короткого замыкания и рабочий ток, прямо пропорциональны освещенности, в отличие от напряжения при холостом ходе модуля почти не зависящем от освещенности.

Во время нагрева при реальных условиях работы, разогрев модулей происходит до 60-70оС, что является точкой смещения рабочего напряжения. Например, модулю, имеющему рабочее напряжение 17 В - соответствуют значения от 17 В до 13,7-14,4 В (на элемент 0,38-0,4 В).

Принимая во внимание все выше сказанное, необходимо рассчитывать число последовательно соединенных элементов модуля.