Loading...
 

7.4 Panele wykonane z ogniw połówkowych

Fotowoltaiczne panele połówkowe to nowa technologia wykorzystywana już w produkcji seryjnej. Ogniwo połówkowe o rozmiarze 156x78 \( mm^{2} \) powstaje poprzez podzielenie tradycyjnego ogniwa 156x156 \( mm^{2} \) na pół. Panel połówkowy zbudowany jest z dwukrotnie większej liczby ogniw połówkowych łączonych w łańcuchy, które są połączone równolegle.
Podział ogniwa na pół powoduje zmniejszenie o połowę prądu produkowanego przez pojedyncze ogniwo, przy zachowaniu tego samego napięcia. Zmniejsza też straty na rezystancji wewnątrz ogniwa, a tym samym nie podnosi temperatury pracy ogniwa. Zwiększa to nieznacznie moc generowaną przez panel.
W panelu jest 120 ogniw połówkowych, które połączone są 3 diodami bocznikującymi bypass, dzieląc panel na 6 części po 20 ogniw, pracujących oddzielnie ( Rys. 1 ).
W panelach standardowych z 60 ogniwami również zamontowane są 3 diody bypass, które też obejmują po 20 ogniw ( Rys. 1 ), ale dzielą one taki panel na 3 części.
Diody bocznikujące, bypassy, są połączone w kierunku zaporowym i w sytuacji, gdy dane ogniwo/a nie pracuje (np. z powodu zacienienia) umożliwia przepływ prądu z ominięciem niepracującego ogniwa/ogniw.
Oznacza to, że gdy w panelu standardowym zostaje zacienione jedno ogniwo dioda bypass wyłączy 1/3 panelu, natomiast w panelu z ogniwami połówkowymi zostanie wyłączone tylko 1/6 panelu, co z oczywistego powodu przekłada się pozytywnie na moc wyprodukowaną przez panel.

a) Standardowy panel PV z 3 diodami bypass dzielącymi ogniwo na 3 obwody wewnątrz panelu i b) panele z ogniwami połówkowymi, 3 diodami bypass i 6 obwodami wewnątrz panelu. Oprac. własne.
Rysunek 1: a) Standardowy panel PV z 3 diodami bypass dzielącymi ogniwo na 3 obwody wewnątrz panelu i b) panele z ogniwami połówkowymi, 3 diodami bypass i 6 obwodami wewnątrz panelu. Oprac. własne.


Pracę panelu przy wyłączeniu jednego ogniwa w panelu standardowym i połówkowym pokazano na Rys. 2.

Praca panelu PV podczas zacienienia części ogniw w panelu a) standardowym, b) panelu z ogniwami połówkowymi. Oprac. własne.
Rysunek 2: Praca panelu PV podczas zacienienia części ogniw w panelu a) standardowym, b) panelu z ogniwami połówkowymi. Oprac. własne.


Jak widać na Rys. 2, ilość produkowanej energii przez panele z ogniwami połówkowymi w niesprzyjających warunkach zacienienia jest wyższa. Straty zostały zminimalizowane o \( 50\% \). Jeszcze większa różnica wystąpi w przypadku zacienienia połowy panelu. Taka sytuacja w naszych warunkach może się zdarzyć, np. z powodu śniegu, na instalacjach dachowych czy naziemnych ustawionych pod kątem. Panel standardowy zostanie wówczas całkowicie wyłączony z produkcji energii elektrycznej, zaś panel z ogniwami połówkowymi będzie pracował z wydajnością \( 50\% \) mocy [1].

Panel fotowoltaiczny z ogniwami połówkowymi oraz sposób połączenia poszczególnych ogniw i diod bypass. Oprac. własne.
Rysunek 3: Panel fotowoltaiczny z ogniwami połówkowymi oraz sposób połączenia poszczególnych ogniw i diod bypass. Oprac. własne.


Każda litera oznacza część panala składająca się z 20 półogniw. Są one połączone ze sobą szeregowo i równolegle i dodatkowo przez diody bypass. Pozwala to pracować panelowi wydajnie. Panel fotowoltaiczny zbudowany z ogniw połówkowych charakteryzuje się mniejszymi stratami mocy, w porównaniu z panelem standardowym. Moc stracona na oporniku wewnętrznym jednego ogniwa wynosi

(1)
\( P=R\cdot I^{2} \)

a pomnożona przez 60 ogniw w standardowym panelu wynosi

(2)
\( 60\cdot R\cdot I^{2} \)

Straty na ogniwie w panelu połówkowym równają się

(3)
\( P=\frac{R}{2}\cdot{} {\left ( \frac{I}{2} \right )}^{2} \)

co pomnożone przez 120 ogniw daje \( 15\cdot R\cdot I^{2} \), czyli są one 4 razy mniejsze. Powoduje to w konsekwencji niższą temperaturę pracy panelu i jego większą wydajność [2].


Ostatnio zmieniona Czwartek 15 z Kwiecień, 2021 13:53:44 UTC Autor: Konstanty Marszałek, Katarzyna Dyndał, Gabriela Lewińska
Zaloguj się/Zarejestruj w OPEN AGH e-podręczniki
Czy masz już hasło?

Hasło powinno mieć przynajmniej 8 znaków, litery i cyfry oraz co najmniej jeden znak specjalny.

Przypominanie hasła

Wprowadź swój adres e-mail, abyśmy mogli przesłać Ci informację o nowym haśle.
Dziękujemy za rejestrację!
Na wskazany w rejestracji adres został wysłany e-mail z linkiem aktywacyjnym.
Wprowadzone hasło/login są błędne.