Aurinkoinvertterin akun ominaisuudet

PV akku

Aurinkoinvertterijärjestelmän kehittämiseksi on tärkeää ensin ymmärtää aurinkokennojen (PV-kennojen) erilaiset ominaisuudet. Rp ja Rs ovat loisresistanssit, jotka ovat ihanteellisissa olosuhteissa äärettömät ja vastaavasti nolla.

Valon voimakkuus ja lämpötila voivat vaikuttaa suuresti PV-akkujen toimintaominaisuuksiin. Virta on suoraan verrannollinen valon voimakkuuteen, mutta valon muutoksella on vain vähän vaikutusta käyttöjännitteeseen. Käyttöjännitteeseen vaikuttaa kuitenkin lämpötila. Akun lämpötilan nousu alentaa käyttöjännitettä, mutta sillä on vähän vaikutusta syntyvään virtaan. Seuraava kuva havainnollistaa lämpötilan ja valon vaikutuksia PV-moduuleihin.

Valon voimakkuuden muutoksen vaikutus akun lähtötehoon on suurempi kuin lämpötilan muutoksen vaikutus. Tämä koskee kaikkia yleisesti käytettyjä PV-materiaaleja. Tärkeä tulos näiden kahden vaikutuksen yhdistelmästä on se, että PV-akun teho pienenee valon voimakkuuden pienentyessä ja/tai lämpötilan noustessa.

Suurin tehopiste (MPP)

Aurinkokennot voivat toimia laajalla jännitteellä ja virralla. MPP voidaan määrittää lisäämällä jatkuvasti säteilytetyn akun resistiivistä kuormaa nollasta (oikosulkutapahtuma) erittäin korkeaan arvoon (avoin piiritapahtuma). MPP on työpiste, jossa V x I saavuttaa maksimiarvon, ja maksimiteho voi saavutetaan tällä altistusvoimakkuudella. Lähtöteho on nolla, kun tapahtuu oikosulku (PV-jännite on nolla) tai avoin piiri (PV-virta on nolla).

Laadukkaat yksikiteiset piiaurinkokennot voivat tuottaa {{0}},60 V avoimen piirin jännitteen 25 asteessa. Riittävän valon ja 25 asteen ilman lämpötilan vallitessa tietyn akun lämpötila voi olla lähellä 45 asteeseen C, mikä laskee avoimen piirin jännitteen noin 0,55 V:iin. Lämpötilan noustessa avoimen piirin jännite laskee edelleen, kunnes PV-moduuli on oikosulussa.

Suurin teho 45 asteen akun lämpötilassa syntyy yleensä 80 prosentin avoimen piirin jännitteellä ja 90 prosentin oikosulkuvirralla. Akun oikosulkuvirta on melkein verrannollinen valaistukseen, ja kun valaistus vähenee 80 prosenttia, avoimen piirin jännite voi laskea vain 10 prosenttia. Huonolaatuinen akku laskee jännitettä nopeammin virran kasvaessa, mikä vähentää käytettävissä olevaa teho 70 prosentista 50 prosenttiin tai jopa vain 25 prosenttiin.

Yllä oleva kuva näyttää toiminnallisen suhteen PV-akkupaneelin lähtövirran ja lähtötehon sekä käyttöjännitteen välillä tietyllä valaistusvoimakkuudella.

Aurinkoenergian mikroinvertterin on varmistettava, että PV-moduuli toimii MPP-tilassa kaikkina aikoina, jotta PV-moduulista saadaan mahdollisimman paljon energiaa. Tämä voidaan saavuttaa käyttämällä maksimitehopisteen ohjaussilmukkaa, joka tunnetaan myös nimellä Maximum Power Point Tracker (MPPT). MPP-seurannan suuren osuuden saavuttamiseksi PV-lähtöjännitteen aaltoilun on oltava tarpeeksi pieni, jotta PV-virta ei muutu liikaa, kun se toimii lähellä maksimitehopistettä.

PV-moduulin MPP-jännitealue voidaan yleensä määrittää alueelle 25 V - 45 V, tehontuotanto on noin 250 W ja avoimen piirin jännite on alle 50 V.