Технічні характеристики Vitovolt 300 та їхні значення
Використання альтернативних джерел енергії щороку зростає. Найпопулярнішим та найефективнішим є використання енергії Сонця. Сонячна енергія, яка потрапляє на поверхню нашої планети, має колосальну потужність - сонячне випромінювання протягом тижня за потужністю перевищує всі нині відомі запаси нафти, урану і вугілля разом узятих. Фотоелектричні модулі Vitovolt від Viessmann гарантують ефективне перетворення сонячної енергії в електричну, а також забезпечують Вам отримання абсолютно безкоштовної електроенергії, а з цим і більшу незалежність від традиційних енергомереж!
Тож в цій статті розберемо детально технічні характеристики фотоелектричних модулів Vitovolt, їхні особливості та визначення.
Технологія PERC. Під терміном PERC мається на увазі сонячний елемент з технологією пассивації задньої поверхні кремнієвої пластини. PERC розшифровується як (Passivated Emitter Rear Cell) - пасивувати емітер заднього контакту і означає діелектричний шар на задній частині PERC сонячного елемента.
Що ж собою являє технологія PERC?
У стандартному фотоелементі на тильній стороні наноситься шар алюмінію, що виконує функцію контакту. Алюміній наносять по всій задній поверхні кремнію, що забезпечує суцільний контакт. При виготовленні PERC елемента між кремнієм і алюмінієм наноситься діелектричний шар з мікроотворами зробленими лазером. В результаті контакт відбувається саме через ці мікро отвори. А шар діелектрика забезпечує функцію екрану відбивача.
Яким чином PERC технологія збільшує ККД сонячного елементу?
Основні причини, за якими діелектричний шар на тильній стороні збільшує ефективність сонячного елемента:
Збільшення поглинання фотоелемента. Шар на тильній частині сонячного елемента відображає фотон, який проходить через сонячний елемент, назад всередину шару кремнію, за рахунок чого збільшується кількість згенерованих електронів.
Різні довжини хвиль спектра сонячного світла генерують електрони на різних рівнях структури сонячного елемента. Так, наприклад, короткі хвилі генерують електрони біля передньої поверхні фотоелемент, в свою чергу, довгі хвилі генерують більше електронів у тильної сторони елемента.
Через це довгохвильовий спектр генерує мало електронів тому поблизу тильної сторони елемента просто поглинається заднім алюмінієвим контактом. Відбивний шар сприяє відображенню цих променів і дозволяє згенерувати більше електронів у тильної сторони контакту.
Найбільшу продуктивність PERC технологія демонструє в ранковий і вечірній час, а так само в похмуру погоду. Оскільки більшу кількість короткохвильового випромінювання синього світла (в діапазоні довжин хвиль від 450 до 495 нм) в цей час поглинається в атмосфері. Це відбувається через те, що короткохвильовий спектр має довший шлях до поверхні Землі, ніж спектр довгохвильового випромінювання.
Зниження температури сонячного елемента
Сонячні елементи не поглинають світло з довжиною хвилі більше 1180 нанометрів. У стандартних сонячних елементах ці промені поглинається тильним алюмінієвим шаром і перетворюється в тепло. Як відомо, нагрів значно знижує ефективність сонячних елементів. Діелектричний шар тильної сторони працює як дзеркало і відображає більшу кількість світла з довжиною хвилі більше 1180 нм і допомагає сонячному елементу працювати більш ефективно за рахунок меншої температури.
Відображення електронів в зону p-n переходу
Крім додаткової генерації електронів і зменшення перегріву фотоелемента PERC технологія сприяє відображенню вже згенерованих електронів в зону p-n переходу.
Вибитий фотоном електрон під впливом сонячного світла може вільно «блукати» по шару кремнію і в деяких випадках просто поглинатися на тильному контакті елемента не беручи участь в p-n переході. Цей процес називають рекомбінацією в фотоелементі. Діелектричний шар відображає електрони так само, як сонячні промені і дає більшій кількості електронів можливість для забезпечення фотоефекту. І цей так само збільшує продуктивність сонячної батареї.
Технологія Bus Bar (BB) – це технологія, за якою на поверхню комірки встановлюють струмопровідні шини. На даний момент існують комірки із 2-ох до 5-ти шин (2BB,3BB,4BB,5BB). При зменшенні відстані між шинами, зменшується шлях, що проходять електрони в кремнії і зменшується залежність температури фотоелементу від потужності. В результаті чого фотоелемент втрачає менше потужності і внаслідок чого виробляється більше електроенергії. Також при більшій кількості шин і зменшенні їхніх розмірів знижується навантаження на комірку від снігу або потоку вітру, в результаті чого знижується можливість утворення мікротріщин та гарячих точок. Все це впливає на термін експлуатації фотоелемента. У фотоелемантах Vitovolt використовується найсучасніша технологія 5 ВВ.
Параметри STC і NOCT - в чому різниця?
Перед надходженням у продаж сонячні батареї обов'язково тестують. Отримані за підсумками відомості заносять в паспорт виробу. Загальноприйнятими умовами перевірки є STC і NOCT.
STC (Standart Test Conditions) - стандартні тестові умови, що відображають роботу сонячної панелі в ідеалі. Досягаються на заводі або в лабораторії при короткочасному спалаху тестера. Освітленість відповідає 1000 Вт / м2, а спектр випромінювання - масі повітря 1,5. Швидкість вітру дорівнює нулю. Температура повітря досягає 25 ° C. Дані параметри імітують ясний весняний або осінній полудень за умови, що промені падають на робочу поверхню сонячного модуля під прямим кутом.
NOCT (Nominal Operating Cell Temperature) - номінальна робоча температура фотоелемента при типових умовах експлуатації. Вимірюється при освітленні інтенсивністю 800 Вт / м2, температурі повітря 20 ° C, швидкості вітру 1 м / с. Сонячну панель під час випробувань виставляють під кутом 45 ° з орієнтацією на південь.
Електричні характеристики:
Номінальна потужність (Pmax) - це потужність у Ватах (від 10 до 360 Вт), яка випромінюється сонячною батареєю за годину в певних умовах випробувань (STC або NOCT). Заявлену величину струму електрогенеруючий прилад, що виробляє електроенергію, повинен виробляти під час нормальної роботи в номінальному режимі. Потужність залежить від кількості випромінювання, що надходить на поверхню панелі, кількості, ефективності та матеріалу фотоелементів, якості складання.
Напруга при максимальній потужності (Voltage at Maximal Power Point, Umpp) - свідчення вольтметра при випробуваннях фотоелектричного модуля в умовах STC. Середнє значення для полікркристалічних Vitovolt - 30,98 V (В), а монокристалічних Vitovolt – 31,38 V (В),
Струм при максимальній потужності (Current at Maximum Power Point, Impp) - свідчення амперметра при випробуваннях сонячної батареї в умовах STC . Середнє значення для полікркристалічних Vitovolt – 8,80 А, а монокристалічних Vitovolt – 9,64 А.
Напруга холостого ходу (Open Circuit Voltage, Voc) - кількість вольт, що виробляються сонячною батареєю в режимі холостого ходу (без навантаження). Середнє значення для полікркристалічних Vitovolt - 37,94 V (В), а монокристалічних Vitovolt – 39,69 V (В),
Струм короткого замикання (Short Circuit Current, Isc) - значення струму при нульовій напрузі. Середнє значення для полікркристалічних Vitovolt – 9,32 А, а монокристалічних Vitovolt – 9,69 А.
Ефективність модуля (Module Efficiency) - відношення максимальної потужності сонячної панелі до вироблення потужності падаючого випромінювання на площу електрогенерірущего пристрою. Показує, наскільки результативно фотомодуль перетворює енергію сонця в постійний електричний струм. Виражається у відсотках. Середнє значення для полікркристалічних Vitovolt – 16,81 %, а монокристалічних Vitovolt –18,65 %.
Діапазон робочих температур (Operating Temperature) - показник мінімальної і максимальної температури, при яких сонячний модуль функціонує нормально. Перевищення зазначених норм призводить до зниження продуктивності, прискореної деградації, появі «гарячих» точок і мікротріщин. Для панелей Vitovolt діапазон робочих температур становить -40...+ 85 ° C.
Температурні коефіцієнти:
Temperature Coefficients of Pmax - температурний коефіцієнт потужності.
Temperature Coefficients of Uoc - температурний коефіцієнт напруги холостого ходу.
Temperature Coefficients of Isc - температурний коефіцієнт стійкості до зворотного струму.
Всі три величини вимірюються в % / К. Для оцінки якості сонячної панелі інтерес представляє температурний коефіцієнт Pmax. Він показує, на скільки відсотків знижується вихід потужності пристрою за кожен градус понад 25 ° C. В середньому тепловий коефіцієнт становить -0,45% / К ....- 0,5% / К. Показники нижче вважаються перевагою: тому сонячні батареї Vitovolt зберігають високу продуктивність навіть в сильну спеку.
Температура комірки при NOCT – температура на поверхні кремнієвої комірки фотоелемента. Середнє для панелей Vitovolt – 46 ° C.
Максимальна напруга системи (Maximum System Voltage) - максимально допустима напруга постійного струму для ланцюгів з фотомодулів. Стандартна - 1000 В.
Стійкість до зворотного струму (Maximum Series Fuse Rating) - максимальне значення струму, при тривалому протіканні якого немає перегріву пристрою, що захищає фотомодуль від перевантаження і короткого замикання. Стандартна - 15 А.
Механічні характеристики:
Тип комірки (Cell type) - матеріал виготовлення і розмір фотоелемента (комірки). Елементи, з яких складаються панелі, можуть бути полікристалічними і монокристаллическими. Розмір, як правило, - 156х156 мм.
Кількість комірок (Number of cells) - кількість фотоелементів в панелі. У фотоелементах Vitovolt ця кількість дорівлює 60 шт.
Носій комірки – матеріал із якого виготовлена комірка фотоелемента. У фотоелементах Vitovolt – Етиленвініцілат (ЕВА).
Габаритні розміри модуля (Module dimensions) - висота, ширина, товщина фотоелектричної панелі в міліметрах.
Максимальне навантаження тиском/всмоктуванням – тиск який витримує конструкція під навантаженням снігу або вітру. У фотоелементах Vitovolt для снігу 6000 Па, а вітру 2400 Па.
Розподільна або клемна коробка (Junction box) - пластикова коробка з кришкою, по торцях якої є отвори для введення дроту. Знаходиться з тильної сторони сонячної панелі. У характеристиках вказують кількість діодів і ступінь захисту, наприклад, IP 67.
Підключення (Connector) - тип пристрою для підключення панелі із проводом визначеної довжини і діаметром перерізу . Стандарт – Multi-Contact (МС4). .
Ступінь захисту IP (International Protection) - міжнародно-прийняті двозначні коди, де перша цифра означає захист від сторонніх предметів, а друга цифра - захист від проникнення води. «6» на початку коду отримують пилонепроникні пристрої. Якщо друга цифра «5», пристрій захищений від водяних струменів з будь-якого напрямку, «6» - від морських хвиль, «7» - витримує короткочасне занурення в воду на глибину до метра.
Рейтинг вогнестійкості (Fire Resistance Rating) - клас пожежної безпеки (А, В, С) електрогенеруючого пристрою, який визначається в ході вогневих випробувань за стандартами UL1703 і IEC61730.
Таким чином, в технічних характеристиках фотоелектричних модулів демонструють електричні, механічні та температурні властивості моделі. Дані отримують на основі випробувань STC і NOCT.
