محاسبات دما بر روی پنل های خورشیدی
تغییرات ولتاژ در مناطق سردسیر و گرمسیر
واکنش به دما
جریان و ولتاژ خروجی ماژول فتوولتاییک (پنل خورشیدی) به دما وابسته است. در پنل های خورشیدی سیلیکونی(مونو کریستال یا پلی کریستال) ، افزایش درجه حرارت سلول منجر به کاهش ولتاژ و توان - و البته کمی افزایش جریان می گردد . این افزایش کم مقدار جریان بسیار ناچیز است و تا جایی که تهدیدی برای تجهیزات نیروگاه خورشیدی به شمار نمی رود ، نگران کننده نیست .
همچنین افزایش دما باعث کاهش طول عمر و کاهش راندمان پنل خورشیدی می گردد . یک طراح سیستم خورشیدی باید بداند که در مناطق جغرافیایی مختلف با شرایط آب و هوایی گوناگون از چه نوعی از صفحات خورشیدی استفاده کند . این نوع می تواند مونوکریستال یا پلی کریستال باشد و یا برندی باشد که در آن به فاکتورهای دمایی ، توجه گردیده است . برندهای معتبری همچون سان پاور (SunPower) ، الجی (LG Solar) ، یینگلی سولار (Yingli Solar) ، شینسانگ (Shinsung E&G) و از این قبیل ، نمونه برندهایی هستند که می توان از آنها در شرایط مختلف جوی ، استفاده کرد .
پاسخ به این سوال که "از چه روشی پی ببریم که پنل خورشیدی مناسب منطقه جغرافیایی خاص هست یا خیر " ، ما را از فرمول های محاسباتی تاثیر دما بر روی پنل های خورشیدی ، آگاه می سازد . پس با ما همراه باشید .
در ابتدا به بررسی تاثیر هوای گرم بر سولار ماژول ها می پردازیم . با ذکر مثالی توضیحات تکمیلی را به شما ارائه می دهیم :
فرض را بر این بگیرید که قرار است در نقاط جنوبی و گرمسیری ایران –مثلا جزیره عسلویه-یک نیروگاه خورشیدی 5 کیلوواتی آنگرید(ONGRID) با پنل های خورشیدی مونو کریستال شرکت الجی(LG Solar) احداث نمایید . پنل های مورد نظر ما از سری مونو ایکس پلاس(Mono X Plus) 360 واتی و قرار است از اینورتر بلوپلنت(Blue Planet ) شرکت کاکو (Kaco) استفاده کنیم . همانطور که در بالا ذکر گردید افزایش دما باعث کاهش ولتاژ می گردد و ما باید دقت کنیم که این کاهش ولتاژ مخصوصا در روزهای گرم تابستان باعث مختل شدن کار اینورتر نگردد . دقت کنید که اگر ولتاژ از یک حد مشخصی پایین بیاید ممکن است اینورتر از شبکه خارج و یا حتی خاموش گردد . خاموش شدن اینورتر آن هم در اوج نور خورشید تابستانی ممکن است اتفاق بیافتد ، در زمانی که سرمایه گذار انتظار دارد می تواند از حداکثر نور خورشید برای افزایش درآمد بهره ببرد . هدف ما در حال حاضر برای مناطق گرمسیری این است که بدانیم با افزایش دما در پیک گرما ، ولتاژ پنل های خورشیدی به چند ولت کاهش پیدا میکند .
قدم اول : به خاطر سپردن فرمول های مورد نیاز!
Vmin = Voc * (n) * TCF
که در اینجا
Vmin= حداقل مقدار ولتاژ پنل در حداکثر دما
Voc = ولتاژ مدار باز پنل
n= تعداد پنل های سری شده
TCF= که مخفف Temperature Correction Factor می باشد – فاکتور اصلاح دما تعریف می گردد.
خب می دانیم که مقدار ولتاژ مدار باز یک پنل خورشیدی را می توان از دیتاشیت آن مشاهده کرد و یا این مقدار را می توان در لیبل پشت پنل خواند . تعداد پنل های سری شده هم که در طراحی ما مشخص است . معمولا برای یک نیروگاه خورشیدی 5 کیلوواتی و با توجه به حد بالای تحمل ولتاژ اینورتر ، اگر از پنل های 360 واتی استفاده کنیم – 14 عدد از آنها را با یکدیگر سری میبندیم . اما فاکتور اصلاح دما و یا TCF چیست ؟ این فاکتور ، ضریب اختلاف دما بین دمای ایده آل کاری یک پنل که معمولا 25 درجه سانتیگراد است و دمای بیشینه محیط را برای بدست آوردن تغییرات ولتاژ مدار باز را نشان می دهد . این مقدار با فرمول زیر محاسبه می گردد :
TCF=1+aVoc*(Temp Max – Temp Rate)
aVoc= ضریب دمایی ولتاژ مدار باز پنل که آن را می توان از قسمت Temperature coefficient می توان ملاحظه کرد . این مقدار معمولا با کمیت %/°C نشان داده می شود و مقداری منفی دارد .
Temp Max = بیشترین دمای منطقه مورد نظر که می توان آن را ازسایت های هواشناسی دریافت کرد.
Temp Rate = دمای کاری پنل طبق شرایط استاندارد دمایی (STC) که معمولا 25 درجه سانتی گراد است.
قدم دوم : مراجعه به دیتاشیت پنل و ملاحظه پارامترهای مورد نیاز.
در مثال ما از پنل های 360 وات مونو ایکس پلاس الجی سولار استفاده کردیم پس داریم :
aVoc = -0.3 % / °C = -0.003 / °C
TCF=1+aVoc*(Temp Max – Temp rate)
از آنجایی که منطقه مورد نظر ما عسلویه هستش بیشترین دمای ثبت شده 60 درجه هستش
TCF=1+ (-0.003 / °C) * (60-25°C)
=1-0.105=0.895
قدم سوم : بدست آوردن کمترین ولتاژ در شرایط بیشترین دما
Vmin = Voc*n*TCF
=46.6*14*0.895 = 580 V
پس نتیجه میگیریم کمترین مقدار ولتاژ در بالاترین دما 580 ولت می باشد .این ولتاژ در شرایط عادی ممکن است به 630 ولت برسد.
قدم سوم:مراجعه به دیتاشیت اینورتر و بررسی اینکه مقدار ولتاژ باعث اختلال در کار اینورتر می گردد یا خیر.
همانطور که اشاره شده میبینید که ولتاژ 580 ولت خللی به کار اینورتر وارد نمی کند.
حالا تاثیرات هوای سرد بر روی پنل را بررسی میکنیم .
در ابتدا باید گفت همانطور که گرما باعث کاهش ولتاژ و افزایش جریان میگردد ، در مورد کاهش دما این قضیه کاملا برعکس است . کاهش شدید دما باعث افزایش ولتاژ و همچنین کاهش جریان میگردد . کاهش جریان بسیار ناچیز است و اهمیت خاصی برای ما ندارد .
به یک نکته مهم در مورد تاثیر دما دقت باید کرد که محاسبات کاهش دما بسیار اهمیت بیشتری نسبت به افزایش دما دارد چرا که اگر در محاسبات به این فاکتور دقت نشود میتواند علاوه بر خرابی اینورتر ، صدمات جانی نیز به دنبال داشته باشد .
بر اساس فرمول افزایش دما می توان به بیشترین ولتاژ رسید ولی برای اطلاعات بیشتر شما عزیزان به فرمولی ساده تر اشاره می شود :
α= (Voc*aVoc)*(Temp min – Temp NOCT)
Vmax = Voc + α
که در این فرمول
α= حد افزایش ولتاژ در سردترین دما
Voc= ولتاژ مدار باز پنل
aVoc = ضریب دمایی ولتاژ مدار باز پنل
Temp min= کمترین دمای ثبت شده طبق داده های هواشناسی منطقه
Temp NOCT = دمای کاری پنل طبق شرایط NOCT
همانطور که در بالا پنل الجی 360 وات مونو ایکس پلاس مورد بررسی قرار گرفت در اینجا هم از داده های همین پنل استفاده میکنیم . منطقه نصب یک نیروگاه خورشیدی 5 کیلوواتی آنگرید را نیز در اردبیل فرض کنید .
با مراجعه به داده های هواشناسی اردبیل دریافت کردیم که رکورد کاهش دما بین سالهای 95 تا 99 ، دمای منفی 30 درجه سانتیگراد برای این شهر ثبت شده است . با این تفاسیر داریم :
aVoc = -0.3 % / °C = -0.003 / °C
Voc = 46.6 V
Temp min = -30 °C
Temp NOCT = 45 °C
α = (Voc*aVoc)*(Temp min – Temp NOCT)
=(46.6 * -0.003/°C)*(-30-45 °C)
=(-0.1398)*(-75) = 10.485
Vmax = 46.6 + 10485 = 57.085
این عدد نشان می دهد که ولتاژ یک پنل مونو کریستال الجی 360 مونو ایکس پلاس در دمای منفی 30 درجه به چند ولت خواهد رسید . اگر این عدد را در تعداد سری شده که 14 عدد بود ضرب کنیم به عدد 799.19 ولت میرسیم که با توجه به دیتاشیت اینورتر کاکو مدل BP5TL3 این مقدار خطری برای اینورتر ندارد .
برای ایراد هر گونه سوال و یا مشاوره در خصوص راه اندازی نیروگاه های انرژی خورشیدی می توانید با ما در تماس باشید:
09100031091
کلمات کلیدی شرکت انرژی خورشیدی سانان پیشرو در زمینه تخصصی فروش و مشاوره و راهاندازی نیروگاه های خورشیدی آفگرید و آنگرید با ارائه محصولات با کیفیت و قیمت مناسب شرکت تامین تجهیز آریا از زیرمجموعه های شرکت سانان سولار می باشد که خدمات مربوط به پخش تجهیزات خورشیدی بلاخص برندهای ایپی اور کارسپا کاکو اس ام ای یینگلی سولار تاپ ری اسدا ای زولا باتری های الیتر باتری های تلکو پاور در اینورتر های تمام سینوسی و مبدل های شبه سینوسی و شارژکنترلر های ام پی پی تی و پی دبیلیو ام را بر عهده دارد . مشاوره قبل از فروش را داریم ارسال با باربری و تیپاکس می تواند جنس به دست شما برسد
epsolar carspa epever shi sunverter upower pure sine wave modified sine wave charge controller mppt pwm shi car p series pid400-12 pid 600-12 مبدل برق خودرو
