Watter faktore is belangrik om te oorweeg wanneer ek op sonpanele besluit? – KragDag Gemeenskap
Wanneer jy ‘n sonkragstelsel aanskaf het die keuse van sonpanele nie net ‘n invloed op die sonstelsel se prestasie nie, maar dit het ook ‘n kritiese invloed op die keuse van ander komponente in die sonkragstelsel. Dit is dus noodsaaklik om sonpaneelspesifikasies te verstaan en korrek te vertolk.
Alvorens ons na al die verskillende tegniese eienskappe kyk, moet die beginsel begryp word dat die gepubliseerde spesifikasies vir ‘n sonpaneel gedefinieer is binne sekere evalueringsomstandighede of -kondisies. Sonpaneelmetings is dan ook gedoen binne daardie omstandighede. Hierdie beginsel is van uiterste belang, omdat dit nodig is dat dieselfde basislyn sal geld wanneer jy eerstens sonpanele met mekaar vergelyk en tweedens wanneer dieselfde sonpaneel in verskillende operasionele omstandighede aangewend word. Normale operasionele omstandighede kan, of liewers sál, drasties verskil van die spesifikasie- en toetsomstandighede wat vir daardie paneel gedefinieer is. Oor die algemeen is daar drie spesifikasie- en toetsomstandighede wat in die praktyk geld en jy moet seker maak watter toetskondisie geldig is vir die produkspesifikasie wat jy gebruik.
Standaard Toetsomstandighede – Standard Test Conditions (STC)
STC is dié belangrike prestasie-toetskondisie wat deur vervaardigers en prestasie-evalueerders van sonpanele gebruik word. Die omstandighede wat vir STC geld vereis dat die sonseltemperatuur 25°C sal wees met:
Die son se irradiansie (“sonstralingsintensiteit”) = 1000 watt/m2
Sonstraling vind plaas deur ‘n lugmassa van 1,5 wat die geldende stralingspektrum bepaal.
Hierdie omstandighede stem ooreen met die sonstraling en atmosferiese spektrum gedurende ‘n helder dag waar die sonpaneel se opvangsoppervlak met 37° ten opsigte van die son se straling getilt is en die son teen ‘n hoek van 41,81° ten opsigte van die horison sit. Hierdie kondisies kom egter selde in normale omstandighede voor.
Let daar op dat in die spesifikasie van die sonseltemperatuur gepraat word en nie die sonpaneel se temperatuur nie.
Normale Sonselbedryfstemperatuur – Normal Operating Cell Temperature (NOCT)
NOCT is ‘n toetskondisie waar die temperatuur van die sonselle nie gedefinieer word soos by STC nie, maar bepaal word deur die volgende:
Die son-irradiansie = 800 watt/m2
Die windsnelheid oor die sonpaneel = 1m/s
Omgewingstemperatuur = 20°C
Die sonpaneel is getilt teen 45°
Die agterkant van die sonpaneel is oop om lugvloei toe te laat
Lugspektrum definisie is dieselfde as vir STC
Omdat NOCT-omstandighede nader aan die werklikheid is beteken dit dat lesings onder NOCT kondisies altyd meer pessimisties sal wees as lesings onder STC-omstandighede soos duidelik in hierdie spesifikasie gesien kan word.
PV-VSA Toetsomstandighede – PV-USA Test Conditions (PTC)
PTC is ontwikkel by die Universiteit van Davis, Kaliformië en is, soos met NOCT, ‘n benadering om die sonpaneel se prestasie meer realisties te spesifiseer. Vir PTC geld:
‘n Son-irradiansie van 1000 watt/m2
Omgewingstemperatuur van 20°C
Windsnelheid van 1 m/s oor die paneel
Die sonpaneel 10 m bokant grondvlak geïnstalleer
Die feit dat die sonpaneel 10m bokant die grondvlak geïnstalleer is, veroorsaak dat die sonseltemperatuur ongeveer 50°C is, wat ‘n beter weerspieëling van die werklikheid is as by STC.
Elektriese eienskappe van ‘n Sonpaneel
Die verbande tussen die verskillende groothede waarvolgens ‘n sonpaneel gespesifiseer word, word in die volgende grafiek getoon. Elektriese karakteristieke vir ‘n fiktiewe sonpaneel in terme van uitsetspanning en -stroom is teen verskillende vlakke van irradiansie geplot.
Kurwes word getoon van ‘n konstante stroom wat gehandhaaf word terwyl die uitsetspanning vanaf 0 volt (kortsluitomstandighede) verhoog. By ‘n sekere spanning begin die uitsetstroom af te neem wat ‘n aanduiding is dat die maksimum drywingspunt vir die sonpaneel vir ‘n sekere irradiansievlak bereik is. Van hierdie punt verklein die stroom totdat dit die opebaanspanning (dit wil sê die uitsetstroom = 0 amp) bereik. Hiervolgens maak dit dus tegnies sin dat gepoog sal word om die sonpaneel voortdurend op die maksimum drywingspunt te gebruik.
‘n Drywingskurwe wat die produk van uitsetspanning en uitsetstoom is, is ook vir die 950 watt/m2 son-irradiansievlak geplot. Die drywingskurwe varieer van 0 watt (kortsluitstroom met V=0 volt) deur ‘n maksimum (die maksimum drywingspunt) tot weer 0 watt (opebaanspanning met stroom = 0 amp).
Ons kyk nou na die verskillende sonpaneel eienskappe wat in ‘n spesifikasie gevind word. Tipiese spesifikasies vir 2 sonpanele met ‘n 24V nominale spanning, 100 watt sowel as 200 watt word hieronder getoon. Uit die ingeplakte tabel is dit onduidelik wat die toetsomstandighede is wat geld maar dit kan uit die meer detail spesifikasie hier afgelei word.
Die gespesifiseerde opebaanspanning is die spanning wat oor die uitset-terminale van die sonpaneel gemeet kan word, onder gespesifiseerde toetsomstandighede en as daar geen las gekoppel is nie. Deur ‘n multimeter op ‘n gelykstroomspanningsverstelling oor die uitsetterminale te plaas kan die opebaanspanning gemeet word. Tensy sonlig totaal afwesig is het wissellende irradiansie ‘n klein invloed op die Voc.
Voc is ‘n belangrike eienskap aangesien dit ‘n aanduiding gee van die maksimum spanning wat die sonpaneel kan opwek. Hou veral in gedagte dat sekeringe en stroombrekers beskerming bied teen te hoë elektriese strome. Te hoë spannings, al is die stroom minimaal, kan egter elektroniese komponente beskadig. Wanneer dit nodig is om ‘n aantal panele in serie te plaas, word hierdie waardes bymekaar getel om te bepaal wat die maksimum spanning is wat die sonpaneelbank kan opwek – ongeag stroom.
Nominaal beteken ter wille van die naam. Dit is die spanning wat die spanningskategorie van die stelsel aandui. Dit is baie keer verwarrend. Tipiese nominale spannings op sonpanele is 12V en 24V. Dit word slegs gebuik om die sonpaneel en stelsel te beskryf. Ek gaan na die handelaar toe en sê ek wil ‘n 12V sonpaneel vir my 12V sonstelsel hê. In werklikheid is daar baie ander spannings wat vir die sonpaneel geld wat groter as 12V is.
Die kortsluitstroom gee ‘n aanduiding van die stroom wat die paneel kan opwek indien die termiale gekortsluit word. Hierdie waarde word vir geldige toetsomstandighede op die datablaaie gespesifiseer.
Isc verminder soos wat die son-irradiansie minder word. Deur ‘n ammeter op gelykstroomverstelling oor die terminale te plaas kan die stroom direk gelees word. Hou egter in gedagte dat die meeste multimeters maksimum 10 A kan meet. Lees gerus die artikel oor “Hoe meet ek groot elektriese strome op ‘n sonkragstelsel?”
Dit is goeie praktyk, indien die sonpaneel gekoppel is aan ‘n laaibeheerder of ‘n wisselrigter wat net ‘n sekere maksimumstoom kan hanteer, om ‘n veiligheidsfaktor in die ontwerp toe te laat. Dit kan gedoen word deur die Isc met sê 1,25 te vermenigvuldig en die stroom so verkry as maksimum sonpaneelstroom in die ontwerp te gebruik.
Miskien kan ‘n leser vir ons skryf en sê hoe hulle dit in die praktyk doen.
Maksimum Drywingspanning (Vmp):
Vmp word deur die vervaardiger vir geldende toetsomstandighede gespesifiseer en is die maksimum spanning oor die sonpaneelterminale as die sonpaneel piekdrywing onder lastoestande lewer. Hierdie waarde word dikwels behalwe in die sonpaneel se spesifikasie ook op ‘n plakker onder die sonpaneel aangebring.
Maksimum Drywingstroom (Imp):
Imp word deur die vervaardiger vir geldende toetsomstandighede gespesifiseer en is die maksimum stroom wat die sonpaneel kan lewer as die sonpaneel piekdrywing onder lastoestande lewer.
Maksimum Drywingspunt of Piekdrywing (Pmaks):
Die maksimum drywingspunt is daardie punt op die grafiek vir ‘n son-irradiasie, soos deur die vervaardiger gespesifiseer vir toepaslike toetsomstandighede, waar die sonpaneel maksimum drywing lewer. Dit is die punt waar die produk van spanning (V) en stroom (I) die hoogste is. Soos gesien in die grafiek is dit net na die buig in die uitset V-I kurwe. Let ook op dat die maksimum drywingspunt gelykstaande is aan die produk van maksimum drywingspanning (Vmp) en maksimum drywingstroom (Imp).
Hou in gedagte dat die son se irradiansie van oomblik tot oomblik kan wissel, byvoorbeeld daagliks van sonop tot sononder; seisoenaal, dit wil sê van winter na somer of willekeurig, as wolke voor die son inbeweeg of uitbeweeg. As gevolg van hierdie wisseling is ‘n MPPT (Maximum Power Point Tracking) funksionaliteit vir batterylaaibeheerders of wisselrigters ontwikkel met die doel om voordurend maksimum drywing vir heersende omstandighede te lewer.
Sonpaneeldoeltreffendheid is ‘n belangrike maatstaf om sonpanele te vergelyk. In eenvoudige taal is sonpaneeldoeltreffendheid ‘n aanduiding van die sonpaneel se vermoë om sonligdrywing na elektriese drywing om te skakel. ‘n Doeltreffendheid van 15% vir ‘n sonpaneel beteken dat die sonpaneel die vermoë het om 15% van die invallende stralingsdrywing om te sit in elektriese drywing.
Sonpaneeldoeltreffendheid word in ‘n groot mate bepaal deur die tipe van tegnologie wat gebruik word asook die vordering wat vervaardigers gemaak het om ‘n spesifieke tegnologie onder die knie te kry. Alhoewel daar ‘n magdom van sonpaneeltegnologieë bestaan is die algemeenste soort sonpaneel wat in die handel verkrygbaar is, sonselle van Mono-kristalsilikon- en Poli-kristalsilikon. Mono-Si-panele is, alhoewel duur ongeveer 20% doeltreffend terwyl Poli-Si panele ongeveer 15% doeltreffend is.
By Deon Vosloo|2019-04-18T11:36:45+02:00April 18th, 2019|Categories: Energie, Webjoernaal|Tags: irradiansie, kortsluitstroom, Lugspektrum, maksimum drywing, maksimum drywingspunt, NOCT, nominale spanning, Normale Sonselbedryfstemperatuur, opebaanspanning, piekdrywing, PTC, sonpaneel, sonpaneeldoeltreffendheid, Standaard Toetsomstandighede, STC|4 Comments
ABRAHAM 2019-04-23 at 06:49 - Reply
ons stel belang on meer van watter stelsels die beste is en vir watter produkte dit gebruik kan word soos boorgat drukpomp ens en h oeveel panele ens
Carl Jordaan 2019-04-26 at 09:06 - Reply
Deon, baie dankie vir die waardevolle inligting. Dit is verstommend om te sien hoeveel stroom so n sel, onder optimale omstandighede kan lewer en dat die spanning redelik kostant bly tot by die optimale drywingspunt. My vraag is die volgende. In die konfigurasie van series en parallele sonpanele, hoe word spanning en stroom lewering beinvloed.
In parallel battery, sou die battery met die laer spanning, n las wees vir die ander battery, Equalibrium word nie bereik nie, want daar bestaan n see saw effek soos wat die swakker battery die sterker word en die swakker battery dan weer n las word . Dit is as daar nie diodes gebruik word nie.
Is daar met son selle, n soortgelyke effek?
Deon Vosloo 2019-04-26 at 14:32 - Reply
Hallo Carl – dankie vir jou vraag.
‘n Sonpaneel is ‘n opstelling van ‘n aantal sonselle wat in serie en in parallel met mekaar geskakel is. Soos in die geval van batterye is die spannings oor parallelgeskakelde sonselle gelyk maar kan elektriese strome bymekaar getel word om die totale stroom van die parallelkonfigurasie te verkry. Net so is die strome deur die sonselle in ‘n seriegeskakelde konfigurasie dieselfde terwyl die totale spanning die som van elke sonsel se spanning in die serielyn is. Hierdie beginsel geld ook waar sonpanele in ‘n sonpaneelsamestelling in serie of parallel geskakel word.
In wese is ‘n sonsel ‘n diode wat gemaak is deur p-tipe en n-tipe halfgeleiers saam te voeg. Wanneer daar stralingsenergie op die sonsel begin inval word elektrone in die halfgeleier na ‘n hoër energietoestand opgewek, wat die sonsel instaat stel om as ‘n stroombron op te tree en wat dan elektriese stoom aan ‘n stroombaan kan lewer. Die diode is ook onder hierdie omstandighede voldoende voorgespan wat stroomgeleiding moontlik maak.
Onder donkeromstandighede is die sonsel egter ‘n diode wat elektriese stroom nie kan gelei nie omdat die diode nie voldoende voorgespan word nie. Omdat ‘n sonpaneel uit serie- en parallelgeskakelde sonselle bestaan kan die ligblokkasie, of enige ander falingskondisie, van een sonsel in ‘n serieketting veroorsaak dat die hele serieketting se stroom onderbreek word. Om hierdie rede plaas vervaardigers van sonpanele omleidingsdiodes in parallel met individuele sonselle wat voorgespan is ten opsigte van die opgewekte stoom. Gevolglik, sou dit gebeur dat ‘n sonsel se stroom verhinder word, sal die ander sonselle se opgewekte strome deur die omleidingsdiode gelei word. Sodoende word ‘n hele serieketting van sonselle nie buite aksie gestel nie. Sonpanele in hele ‘n sonpaneelsamestelling kan individueel ook met diodes omlei word.
Daar is dus ooreenkomste met batterye alhoewel die werking anders is. Sien gerus: https://www.electronics-tutorials.ws/diode/bypass-diodes.html
EDWIN MULLER 2019-08-07 at 07:40 - Reply
DANKIE VIR AL DIE KOSBARE INLIGTING.
EK IS N GROOT LEEK OP DIE GEBIED ,EN EK WIL BINNE KORT N STELSEL IN MY HUIS INSTALEER,
WIE IN KAAPSTAD AREA KEN MY DALK HELP,ONS BLY IN WORCESTER 120KM VAN KAAPSTAD.
INDIEN JY DALK KAN HELP MET BETROUBARE MAATSKAPPY WAT DIT DOEN.