De fotovoltaïsche zonne-array
Als fotovoltaïsche zonnepanelen bestaan uit individuele fotovoltaïsche cellen die met elkaar zijn verbonden, dan is deFotovoltaïsche zonne-energie array, ook wel simpelweg bekend als eenZonnepaneelis een systeem dat bestaat uit een groep zonnepanelen die met elkaar verbonden zijn.
Een fotovoltaïsche array is daarom meerdere zonnepanelen die elektrisch met elkaar zijn verbonden om een veel grotere PV-installatie (PV-systeem) te vormen die een array wordt genoemd, en in het algemeen hoe groter het totale oppervlak van de array, hoe meer zonne-elektriciteit het zal produceren.
Een compleet fotovoltaïsch systeem maakt gebruik van een fotovoltaïsche array als de belangrijkste bron voor de opwekking van de elektrische voeding. De hoeveelheid zonne-energie geproduceerd door een enkel fotovoltaïsch paneel of module is niet voldoende voor algemeen gebruik.
De meeste fabrikanten produceren een standaard fotovoltaïsch paneel met een uitgangsspanning van 12V of 24V. Door veel afzonderlijke PV-panelen in serie (voor een hogere spanningsbehoefte) en parallel (voor een hogere stroombehoefte) aan te sluiten, zal de PV-array het gewenste uitgangsvermogen produceren.
Een fotovoltaïsche zonnepanelen
Fotovoltaïsche cellen en panelen zetten de zonne-energie om in gelijkstroom (DC) elektriciteit. De aansluiting van de zonnepanelen in een enkele fotovoltaïsche array is dezelfde als die van de PV-cellen in een enkel paneel.
De panelen in een array kunnen elektrisch met elkaar worden verbonden in een serie, een parallel of een mengsel van de twee, maar over het algemeen wordt een serieschakeling gekozen om een verhoogde uitgangsspanning te geven. Wanneer bijvoorbeeld twee zonnepanelen in serie met elkaar worden bedraad, wordt hun spanning verdubbeld terwijl de stroom hetzelfde blijft.
De grootte van een fotovoltaïsche array kan bestaan uit een paar individuele PV-modules of panelen die met elkaar zijn verbonden in een stedelijke omgeving en op een dak zijn gemonteerd, of kan bestaan uit vele honderden PV-panelen die met elkaar zijn verbonden in een veld om stroom te leveren voor een hele stad of buurt. De flexibiliteit van de modulaire fotovoltaïsche array (PV-systeem) stelt ontwerpers in staat om zonne-energiesystemen te creëren die kunnen voldoen aan een breed scala aan elektrische behoeften, ongeacht hoe groot of klein.
Het is belangrijk op te merken dat fotovoltaïsche panelen of modules van verschillende fabrikanten niet in één array mogen worden gemengd, zelfs als hun vermogen, spanning of stroomuitgang nominaal vergelijkbaar is. Dit komt omdat verschillen in de karakteristieke zonnecelcurven van de zonnecel en hun spectrale respons waarschijnlijk extra mismatch-verliezen binnen de array veroorzaken, waardoor de algehele efficiëntie wordt verminderd.
De elektrische kenmerken van een fotovoltaïsche array
De elektrische eigenschappen van een fotovoltaïsche array worden samengevat in de relatie tussen de uitgangsstroom en de spanning. De hoeveelheid en intensiteit van zonnestraling (zonnestraling) regelt de hoeveelheid uitgangsstroom (I) en de bedrijfstemperatuur van de zonnecellen beïnvloedt de uitgangsspanning (V) van de PV-array. Fotovoltaïsche paneel ( I-V ) curven die de relatie tussen de stroom en spanning samenvatten, worden door de fabrikanten gegeven en worden gegeven als:
Zonnepaneel Parameters
VOC = open-circuit spanning:– Dit is de maximale spanning die de array levert wanneer de terminals niet zijn aangesloten op een belasting (een open circuit). Deze waarde is veel hoger dan Vmax, die betrekking heeft op de werking van de PV-array die wordt bepaald door de belasting. Deze waarde is afhankelijk van het aantal PV-panelen dat in serie met elkaar is verbonden.
ISC = kortsluitstroom– De maximale stroom die door de PV-array wordt geleverd wanneer de uitgangsconnectoren samen kortgesloten zijn (een kortsluiting). Deze waarde is veel hoger dan Imax die betrekking heeft op de normale bedrijfscircuitstroom.
Pmax = maximaal vermogen– Dit heeft betrekking op het punt waar het vermogen dat wordt geleverd door de array die is aangesloten op de belasting (batterijen, omvormers) op zijn maximale waarde is, waarbij Pmax = Imax x Vmax. Het maximale vermogenspunt van een fotovoltaïsche array wordt gemeten in Watt (W) of piekwatt (Wp).
FF = vulfactor –De vulfactor is de relatie tussen het maximale vermogen dat de array daadwerkelijk kan leveren onder normale bedrijfsomstandigheden en het product van de open-circuitspanning maal de kortsluitstroom, ( Voc x Isc ) Deze vulfactorwaarde geeft een idee van de kwaliteit van de array en hoe dichter de vulfactor bij 1 (eenheid) ligt, hoe meer vermogen de array kan leveren. Typische waarden liggen tussen 0,7 en 0,8.
% eff = percentage efficiëntie –De efficiëntie van een fotovoltaïsche array is de verhouding tussen het maximale elektrische vermogen dat de array kan produceren in vergelijking met de hoeveelheid zonnestraling die de array raakt. Het rendement van een typisch zonnepaneel is normaal gesproken laag met ongeveer 10-12%, afhankelijk van het type cellen (monokristallijn, polykristallijn, amorf of dunne film) dat wordt gebruikt.
Fotovoltaïsche I-V-kenmerkencurven bieden de informatie die ontwerpers nodig hebben om systemen te configureren die zo dicht mogelijk bij het maximale piekvermogenspunt kunnen werken. Het piekvermogenspunt wordt gemeten omdat de PV-module zijn maximale hoeveelheid vermogen produceert bij blootstelling aan zonnestraling die overeenkomt met 1000 watt per vierkante meter, 1000 W/m2 of 1 kW/m2. Overweeg het onderstaande circuit.
Fotovoltaïsche array-aansluitingen
Deze eenvoudige fotovoltaïsche array hierboven bestaat uit vier fotovoltaïsche modules zoals getoond, die twee parallelle takken produceren waarin er twee PV-panelen zijn die elektrisch met elkaar zijn verbonden om een serieschakeling te produceren. De uitgangsspanning van de array zal dus gelijk zijn aan de serieschakeling van de PV-panelen, en in ons voorbeeld hierboven wordt dit berekend als: Vout = 12V + 12V = 24 Volt.
De uitgangsstroom is gelijk aan de som van de parallelle takstromen. Als we aannemen dat elk PV-paneel 3,75 ampère produceert bij volle zon, zal de totale stroom ( IT ) gelijk zijn aan: IT = 3,75A + 3,75A = 7,5 Ampère. Vervolgens kan het maximale vermogen van de fotovoltaïsche array bij volle zon worden berekend als: Pout = V x I = 24 x 7,5 = 180W.
De PV-array bereikt zijn maximum van 180 watt in de volle zon omdat het maximale vermogen van elk PV-paneel of -module gelijk is aan 45 watt (12V x 3,75A). Door verschillende niveaus van zonnestraling, temperatuureffect, elektrische verliezen etc. is het werkelijke maximale uitgangsvermogen echter meestal een stuk minder dan de berekende 180 watt. Dan kunnen we onze fotovoltaïsche array-kenmerken presenteren als zijnde.
Fotovoltaïsche array kenmerken
Bypass Diodes in fotovoltaïsche arrays
Fotovoltaïsche cellen en diodes zijn beide halfgeleiderapparaten gemaakt van een P-type siliciummateriaal en een N-type siliciummateriaal dat met elkaar is gesmolten. In tegenstelling tot een fotovoltaïsche cel die een spanning genereert bij blootstelling aan licht, werken PN-junctiedioden als solid state eenrichtings elektrische klep die alleen elektrische stroom door zichzelf laat stromen in slechts één richting.
Het voordeel hiervan is dat diodes kunnen worden gebruikt om de stroom van elektrische stroom uit andere delen van een elektrisch zonnecircuit te blokkeren. Bij gebruik in een fotovoltaïsche zonnepanelen worden dit soort siliciumdioden over het algemeen Blocking Diodes genoemd.
In de vorige tutorial over fotovoltaïsche panelen zagen we dat "bypass-diodes" parallel worden gebruikt met een enkele of een aantal fotovoltaïsche zonnecellen om te voorkomen dat de stroom (en) stromen van goede, goed blootgesteld aan zonlicht PV-cellen oververhitting en het uitbranden van zwakke of gedeeltelijk gearceerde PV-cellen door een stroompad rond de slechte cel te bieden. Blokkerende diodes worden anders gebruikt dan bypass diodes.
Bypass-diodes worden meestal "parallel" verbonden met een PV-cel of -paneel om de stroom eromheen te shunt, terwijl blokkerende diodes in "serie" met de PV-panelen worden verbonden om te voorkomen dat de stroom erin terugstroomt. Blokkerende diodes zijn dus anders dan bypass diodes hoewel in de meeste gevallen de diode fysiek hetzelfde is, maar ze zijn anders geïnstalleerd en dienen een ander doel. Overweeg onze fotovoltaïsche zonnepanelen hieronder.
Diodes in fotovoltaïsche arrays
Zoals we eerder al zeiden, zijn diodes apparaten die stroom slechts in één richting laten stromen. De groen gekleurde diodes zijn de bekende bypass diodes, één parallel met elk PV-paneel om een lage weerstandspad rond het paneel te bieden. De twee rood gekleurde diodes worden echter de "blokkerende diodes" genoemd, één in serie met elke serietak. Deze blokkerende diodes zorgen ervoor dat de elektrische stroom alleen UIT de serie array stroomt naar de externe belasting, controller of batterijen.
De reden hiervoor is om te voorkomen dat de stroom die wordt gegenereerd door de andere parallel aangesloten PV-panelen in dezelfde array terugstroomt via een zwakker (gearceerd) netwerk en ook om te voorkomen dat de volledig opgeladen batterijen 's nachts door de PV-array ontladen of teruglopen. Dus wanneer meerdere PV-panelen parallel worden aangesloten, moeten blokkerende diodes worden gebruikt in elke parallel verbonden tak.
Over het algemeen worden blokkerende diodes gebruikt in PV-arrays wanneer er twee of meer parallelle takken zijn of er een mogelijkheid is dat een deel van de array overdag gedeeltelijk in de schaduw komt te staan als de zon langs de hemel beweegt. De grootte en het type blokkerende diode dat wordt gebruikt, is afhankelijk van het type fotovoltaïsche array. Er zijn twee soorten diodes beschikbaar voor zonnepanelen: de PN-junction siliciumdiode en de Schottky barrier diode. Beide zijn verkrijgbaar met een breed scala aan actuele classificaties.
De Schottky barrier diode heeft een veel lagere voorwaartse spanningsval van ongeveer 0,4 volt in tegenstelling tot de PN diodes 0,7 volt drop voor een silicium apparaat. Deze lagere spanningsval maakt een besparing van één volledige PV-cel in elke serietak van het zonnepaneel mogelijk, daarom is de array efficiënter omdat er minder vermogen wordt afgevoerd in de blokkerende diode. De meeste fabrikanten nemen blokkerende diodes op in hun PV-modules die het ontwerp vereenvoudigen.
Bouw uw eigen fotovoltaïsche array
De hoeveelheid ontvangen zonnestraling en de dagelijkse energievraag zijn de twee bepalende factoren bij het ontwerp van de fotovoltaïsche array en zonne-energiesystemen. De fotovoltaïsche array moet worden gedimensioneerd om aan de belastingsvraag te voldoen en rekening te houden met eventuele systeemverliezen, terwijl de schaduw van een deel van het zonnepaneel de output van het hele systeem aanzienlijk zal verminderen.
Als de zonnepanelen in serie elektrisch met elkaar zijn verbonden, zal de stroom in elk paneel hetzelfde zijn en als panelen gedeeltelijk in de schaduw staan, kunnen ze niet dezelfde hoeveelheid stroom produceren. Ook gearceerde PV-panelen zullen stroom en afval als warmte afvoeren in plaats van deze te genereren en het gebruik van bypass-diodes zal dergelijke problemen helpen voorkomen door een alternatief stroompad te bieden.
Blokkerende diodes zijn niet vereist in een volledig in serie verbonden systeem, maar moeten worden gebruikt om te voorkomen dat de batterijen 's nachts of wanneer de zonnestraling laag is, een omgekeerde stroom van de batterijen terug naar de array stroomt. Andere klimatologische omstandigheden, afgezien van zonlicht, moeten in elk ontwerp in aanmerking worden genomen.
Aangezien de uitgangsspanning van silicium zonnecel een temperatuurgerelateerde parameter is, moet de ontwerper zich bewust zijn van de heersende dagelijkse temperaturen, zowel extremen (hoog en laag) als seizoensgebonden variaties. Bovendien moet regen- en sneeuwval worden overwogen in het ontwerp van de montagestructuur. Windbelasting is vooral belangrijk bij bergtopinstallaties.
In onze volgende tutorial over "Zonne-energie" zullen we kijken hoe we halfgeleider fotovoltaïsche arrays en zonnepanelen kunnen gebruiken als onderdeel van een stand-alone PV-systeem om stroom op te wekken voor off-grid toepassingen.
Als fotovoltaïsche zonnepanelen bestaan uit individuele fotovoltaïsche cellen die met elkaar zijn verbonden, dan is deFotovoltaïsche zonne-energie array, ook wel simpelweg bekend als eenZonnepaneelis een systeem dat bestaat uit een groep zonnepanelen die met elkaar verbonden zijn.
Een fotovoltaïsche array is daarom meerdere zonnepanelen die elektrisch met elkaar zijn verbonden om een veel grotere PV-installatie (PV-systeem) te vormen die een array wordt genoemd, en in het algemeen hoe groter het totale oppervlak van de array, hoe meer zonne-elektriciteit het zal produceren.
Een compleet fotovoltaïsch systeem maakt gebruik van een fotovoltaïsche array als de belangrijkste bron voor de opwekking van de elektrische voeding. De hoeveelheid zonne-energie geproduceerd door een enkel fotovoltaïsch paneel of module is niet voldoende voor algemeen gebruik.
De meeste fabrikanten produceren een standaard fotovoltaïsch paneel met een uitgangsspanning van 12V of 24V. Door veel afzonderlijke PV-panelen in serie (voor een hogere spanningsbehoefte) en parallel (voor een hogere stroombehoefte) aan te sluiten, zal de PV-array het gewenste uitgangsvermogen produceren.
Een fotovoltaïsche zonnepanelen
Fotovoltaïsche cellen en panelen zetten de zonne-energie om in gelijkstroom (DC) elektriciteit. De aansluiting van de zonnepanelen in een enkele fotovoltaïsche array is dezelfde als die van de PV-cellen in een enkel paneel.
De panelen in een array kunnen elektrisch met elkaar worden verbonden in een serie, een parallel of een mengsel van de twee, maar over het algemeen wordt een serieschakeling gekozen om een verhoogde uitgangsspanning te geven. Wanneer bijvoorbeeld twee zonnepanelen in serie met elkaar worden bedraad, wordt hun spanning verdubbeld terwijl de stroom hetzelfde blijft.
De grootte van een fotovoltaïsche array kan bestaan uit een paar individuele PV-modules of panelen die met elkaar zijn verbonden in een stedelijke omgeving en op een dak zijn gemonteerd, of kan bestaan uit vele honderden PV-panelen die met elkaar zijn verbonden in een veld om stroom te leveren voor een hele stad of buurt. De flexibiliteit van de modulaire fotovoltaïsche array (PV-systeem) stelt ontwerpers in staat om zonne-energiesystemen te creëren die kunnen voldoen aan een breed scala aan elektrische behoeften, ongeacht hoe groot of klein.
Het is belangrijk op te merken dat fotovoltaïsche panelen of modules van verschillende fabrikanten niet in één array mogen worden gemengd, zelfs als hun vermogen, spanning of stroomuitgang nominaal vergelijkbaar is. Dit komt omdat verschillen in de karakteristieke zonnecelcurven van de zonnecel en hun spectrale respons waarschijnlijk extra mismatch-verliezen binnen de array veroorzaken, waardoor de algehele efficiëntie wordt verminderd.
De elektrische kenmerken van een fotovoltaïsche array
De elektrische eigenschappen van een fotovoltaïsche array worden samengevat in de relatie tussen de uitgangsstroom en de spanning. De hoeveelheid en intensiteit van zonnestraling (zonnestraling) regelt de hoeveelheid uitgangsstroom (I) en de bedrijfstemperatuur van de zonnecellen beïnvloedt de uitgangsspanning (V) van de PV-array. Fotovoltaïsche paneel ( I-V ) curven die de relatie tussen de stroom en spanning samenvatten, worden door de fabrikanten gegeven en worden gegeven als:
Zonnepaneel Parameters
VOC = open-circuit spanning:– Dit is de maximale spanning die de array levert wanneer de terminals niet zijn aangesloten op een belasting (een open circuit). Deze waarde is veel hoger dan Vmax, die betrekking heeft op de werking van de PV-array die wordt bepaald door de belasting. Deze waarde is afhankelijk van het aantal PV-panelen dat in serie met elkaar is verbonden.
ISC = kortsluitstroom– De maximale stroom die door de PV-array wordt geleverd wanneer de uitgangsconnectoren samen kortgesloten zijn (een kortsluiting). Deze waarde is veel hoger dan Imax die betrekking heeft op de normale bedrijfscircuitstroom.
Pmax = maximaal vermogen– Dit heeft betrekking op het punt waar het vermogen dat wordt geleverd door de array die is aangesloten op de belasting (batterijen, omvormers) op zijn maximale waarde is, waarbij Pmax = Imax x Vmax. Het maximale vermogenspunt van een fotovoltaïsche array wordt gemeten in Watt (W) of piekwatt (Wp).
FF = vulfactor –De vulfactor is de relatie tussen het maximale vermogen dat de array daadwerkelijk kan leveren onder normale bedrijfsomstandigheden en het product van de open-circuitspanning maal de kortsluitstroom, ( Voc x Isc ) Deze vulfactorwaarde geeft een idee van de kwaliteit van de array en hoe dichter de vulfactor bij 1 (eenheid) ligt, hoe meer vermogen de array kan leveren. Typische waarden liggen tussen 0,7 en 0,8.
% eff = percentage efficiëntie –De efficiëntie van een fotovoltaïsche array is de verhouding tussen het maximale elektrische vermogen dat de array kan produceren in vergelijking met de hoeveelheid zonnestraling die de array raakt. Het rendement van een typisch zonnepaneel is normaal gesproken laag met ongeveer 10-12%, afhankelijk van het type cellen (monokristallijn, polykristallijn, amorf of dunne film) dat wordt gebruikt.
Fotovoltaïsche I-V-kenmerkencurven bieden de informatie die ontwerpers nodig hebben om systemen te configureren die zo dicht mogelijk bij het maximale piekvermogenspunt kunnen werken. Het piekvermogenspunt wordt gemeten omdat de PV-module zijn maximale hoeveelheid vermogen produceert bij blootstelling aan zonnestraling die overeenkomt met 1000 watt per vierkante meter, 1000 W/m2 of 1 kW/m2. Overweeg het onderstaande circuit.
Fotovoltaïsche array-aansluitingen
Deze eenvoudige fotovoltaïsche array hierboven bestaat uit vier fotovoltaïsche modules zoals getoond, die twee parallelle takken produceren waarin er twee PV-panelen zijn die elektrisch met elkaar zijn verbonden om een serieschakeling te produceren. De uitgangsspanning van de array zal dus gelijk zijn aan de serieschakeling van de PV-panelen, en in ons voorbeeld hierboven wordt dit berekend als: Vout = 12V + 12V = 24 Volt.
De uitgangsstroom is gelijk aan de som van de parallelle takstromen. Als we aannemen dat elk PV-paneel 3,75 ampère produceert bij volle zon, zal de totale stroom ( IT ) gelijk zijn aan: IT = 3,75A + 3,75A = 7,5 Ampère. Vervolgens kan het maximale vermogen van de fotovoltaïsche array bij volle zon worden berekend als: Pout = V x I = 24 x 7,5 = 180W.
De PV-array bereikt zijn maximum van 180 watt in de volle zon omdat het maximale vermogen van elk PV-paneel of -module gelijk is aan 45 watt (12V x 3,75A). Door verschillende niveaus van zonnestraling, temperatuureffect, elektrische verliezen etc. is het werkelijke maximale uitgangsvermogen echter meestal een stuk minder dan de berekende 180 watt. Dan kunnen we onze fotovoltaïsche array-kenmerken presenteren als zijnde.
Fotovoltaïsche array kenmerken
Bypass Diodes in fotovoltaïsche arrays
Fotovoltaïsche cellen en diodes zijn beide halfgeleiderapparaten gemaakt van een P-type siliciummateriaal en een N-type siliciummateriaal dat met elkaar is gesmolten. In tegenstelling tot een fotovoltaïsche cel die een spanning genereert bij blootstelling aan licht, werken PN-junctiedioden als solid state eenrichtings elektrische klep die alleen elektrische stroom door zichzelf laat stromen in slechts één richting.
Het voordeel hiervan is dat diodes kunnen worden gebruikt om de stroom van elektrische stroom uit andere delen van een elektrisch zonnecircuit te blokkeren. Bij gebruik in een fotovoltaïsche zonnepanelen worden dit soort siliciumdioden over het algemeen Blocking Diodes genoemd.
In de vorige tutorial over fotovoltaïsche panelen zagen we dat "bypass-diodes" parallel worden gebruikt met een enkele of een aantal fotovoltaïsche zonnecellen om te voorkomen dat de stroom (en) stromen van goede, goed blootgesteld aan zonlicht PV-cellen oververhitting en het uitbranden van zwakke of gedeeltelijk gearceerde PV-cellen door een stroompad rond de slechte cel te bieden. Blokkerende diodes worden anders gebruikt dan bypass diodes.
Bypass-diodes worden meestal "parallel" verbonden met een PV-cel of -paneel om de stroom eromheen te shunt, terwijl blokkerende diodes in "serie" met de PV-panelen worden verbonden om te voorkomen dat de stroom erin terugstroomt. Blokkerende diodes zijn dus anders dan bypass diodes hoewel in de meeste gevallen de diode fysiek hetzelfde is, maar ze zijn anders geïnstalleerd en dienen een ander doel. Overweeg onze fotovoltaïsche zonnepanelen hieronder.
Diodes in fotovoltaïsche arrays
Zoals we eerder al zeiden, zijn diodes apparaten die stroom slechts in één richting laten stromen. De groen gekleurde diodes zijn de bekende bypass diodes, één parallel met elk PV-paneel om een lage weerstandspad rond het paneel te bieden. De twee rood gekleurde diodes worden echter de "blokkerende diodes" genoemd, één in serie met elke serietak. Deze blokkerende diodes zorgen ervoor dat de elektrische stroom alleen UIT de serie array stroomt naar de externe belasting, controller of batterijen.
De reden hiervoor is om te voorkomen dat de stroom die wordt gegenereerd door de andere parallel aangesloten PV-panelen in dezelfde array terugstroomt via een zwakker (gearceerd) netwerk en ook om te voorkomen dat de volledig opgeladen batterijen 's nachts door de PV-array ontladen of teruglopen. Dus wanneer meerdere PV-panelen parallel worden aangesloten, moeten blokkerende diodes worden gebruikt in elke parallel verbonden tak.
Over het algemeen worden blokkerende diodes gebruikt in PV-arrays wanneer er twee of meer parallelle takken zijn of er een mogelijkheid is dat een deel van de array overdag gedeeltelijk in de schaduw komt te staan als de zon langs de hemel beweegt. De grootte en het type blokkerende diode dat wordt gebruikt, is afhankelijk van het type fotovoltaïsche array. Er zijn twee soorten diodes beschikbaar voor zonnepanelen: de PN-junction siliciumdiode en de Schottky barrier diode. Beide zijn verkrijgbaar met een breed scala aan actuele classificaties.
De Schottky barrier diode heeft een veel lagere voorwaartse spanningsval van ongeveer 0,4 volt in tegenstelling tot de PN diodes 0,7 volt drop voor een silicium apparaat. Deze lagere spanningsval maakt een besparing van één volledige PV-cel in elke serietak van het zonnepaneel mogelijk, daarom is de array efficiënter omdat er minder vermogen wordt afgevoerd in de blokkerende diode. De meeste fabrikanten nemen blokkerende diodes op in hun PV-modules die het ontwerp vereenvoudigen.
Bouw uw eigen fotovoltaïsche array
De hoeveelheid ontvangen zonnestraling en de dagelijkse energievraag zijn de twee bepalende factoren bij het ontwerp van de fotovoltaïsche array en zonne-energiesystemen. De fotovoltaïsche array moet worden gedimensioneerd om aan de belastingsvraag te voldoen en rekening te houden met eventuele systeemverliezen, terwijl de schaduw van een deel van het zonnepaneel de output van het hele systeem aanzienlijk zal verminderen.
Als de zonnepanelen in serie elektrisch met elkaar zijn verbonden, zal de stroom in elk paneel hetzelfde zijn en als panelen gedeeltelijk in de schaduw staan, kunnen ze niet dezelfde hoeveelheid stroom produceren. Ook gearceerde PV-panelen zullen stroom en afval als warmte afvoeren in plaats van deze te genereren en het gebruik van bypass-diodes zal dergelijke problemen helpen voorkomen door een alternatief stroompad te bieden.
Blokkerende diodes zijn niet vereist in een volledig in serie verbonden systeem, maar moeten worden gebruikt om te voorkomen dat de batterijen 's nachts of wanneer de zonnestraling laag is, een omgekeerde stroom van de batterijen terug naar de array stroomt. Andere klimatologische omstandigheden, afgezien van zonlicht, moeten in elk ontwerp in aanmerking worden genomen.
Aangezien de uitgangsspanning van silicium zonnecel een temperatuurgerelateerde parameter is, moet de ontwerper zich bewust zijn van de heersende dagelijkse temperaturen, zowel extremen (hoog en laag) als seizoensgebonden variaties. Bovendien moet regen- en sneeuwval worden overwogen in het ontwerp van de montagestructuur. Windbelasting is vooral belangrijk bij bergtopinstallaties.
In onze volgende tutorial over "Zonne-energie" zullen we kijken hoe we halfgeleider fotovoltaïsche arrays en zonnepanelen kunnen gebruiken als onderdeel van een stand-alone PV-systeem om stroom op te wekken voor off-grid toepassingen.