solpaneler (PV) och spänningar
för folk som är nya för solceller (PV), låsa upp mysterier bakom jargong och akronymer är en av de svåraste tidiga uppgifter. När det gäller spänning har PV-moduler många olika spänningsfigurer associerade med dem. Vi börjar med de enkla och fortsätter därifrån. I den här artikeln lär du dig om:
- spänning vid öppen krets (VOC)
- spänning vid maximal effekt (VMP eller VPM)
- Nominell spänning
- Temperaturkorrigerad VOC
- temperaturkoefficient för spänning
- mätning av spänning och Solpanelprovning
spänning vid öppen krets (voc)
spänning vid öppen krets är den spänning som läses med en voltmeter eller multimeter när modulen inte är ansluten till någon belastning. Du kan förvänta dig att se detta nummer listat på en PV-moduls specifikationsblad och klistermärke.
denna spänning används vid testning av moduler fräscha ur lådan och används senare när man gör temperaturkorrigerade VOC-beräkningar i systemdesign. Du kan referera till diagrammet nedan för att hitta typiska VOC-värden för olika typer av kristallina PV-moduler.
| Nominal Voltage | VOC – typical | VMP – typical | # of cells in series |
|---|---|---|---|
| 12 | 21 | 17 | 36 |
| 18 | 30 | 24 | 48 |
| 18 | 33 | 26 | 54 |
| 20 | 36 | 29 | 60 |
| 24 | 42 | 35 | 72 |
Voltage at Maximum Power (VMP or VPM)
Voltage at maximal effekt är den spänning som uppstår när modulen är ansluten till en belastning och arbetar vid sin toppprestanda under standardtestförhållanden (STC). Du kan förvänta dig att se detta nummer listat på ett modulspecifikationsblad och klistermärke. VMP är på platsen för böjningen på en I-V-kurva; där modulens största effekt är.
det är viktigt att notera att denna spänning inte lätt mäts och inte heller är relaterad till systemprestanda i sig. Det är inte ovanligt att en last eller en batteribank drar ner VMP för en modul eller array till några volt lägre än VMP medan systemet är i drift.
den nominella effekten för en PV-modul kan bekräftas i beräkningar genom att multiplicera modulens VMP med strömmen vid max effekt (IMP). Resultatet ska ge dig eller ström vid maximal effektpunkt, samma som modulens typskyltens effekt.
VMP för en modul fungerar i allmänhet att vara 0,5 volt per cell ansluten i Serie inom modulen. Du kan referera till diagrammet för att hitta typiska VMP-värden för olika typer av kristallina moduler.
Nominell spänning
Nominell spänning är den spänning som används som klassificeringsmetod, som överföring från de dagar då batterisystem var det enda som gick. Du skulle inte förvänta dig att se detta nummer listat på en PV-moduls specifikationsblad och klistermärke. Denna nomenklatur fungerade riktigt bra eftersom de flesta system hade 12V eller 24V batteribanker. När du hade ett 12V-batteri att ladda skulle du använda en 12V-modul, slutet av historien. Samma sak gäller med 24V-system.
eftersom laddning var det enda spelet i stan, dikterade batteriernas behov hur många celler inuti PV som skulle kopplas i serie och eller parallellt, så att solmodulerna under de flesta väderförhållanden skulle fungera för att ladda batteriet.
om du refererar till diagrammet kan du se att 12V-moduler i allmänhet hade 36-celler kopplade i serie, vilket genom åren visade sig vara det optimala antalet för pålitlig laddning av 12V-batterier. Det är självklart att ett 24V-system skulle se siffrorna dubbla, och det gäller i diagrammet. Allt fungerade riktigt bra i detta off grid solsystem som och utvecklats längs samma nomenklatur så att när du hade en 12V batteri och du ville solenergi, du visste att du var tvungen att få en ”12V” modul och en ”12V” controller.
även om spänningen från solmodulen kunde vara vid 17vdc, och laddningsregulatorn skulle laddas vid 14v, medan omformaren körde lyckligt vid 13vdc-ingången, bestod hela systemet av 12V ”nominella” komponenter så att det skulle fungera tillsammans. Detta fungerade bra ett bra tag tills maximal power point-teknik (MPPT) blev tillgänglig och började dyka upp.
detta innebar att inte alla PV nödvändigtvis laddade batterier, och att när MPPT-tekniken utvecklades, även när PV användes vid laddning av batterier, behövde du inte längre använda samma nominella spänning som din batteribank.
Strängomvandlare och ändrade spelet för moduler, eftersom de inte längre tvingades i sin design att ses till spänningsbehovet hos djupcykelbatterier. Detta skifte gjorde det möjligt för tillverkare att göra moduler baserade på fysisk storlek, wattegenskaper och använda andra material som producerade modulspänningar helt orelaterade med batterier.
den första och mest populära förändringen inträffade i vad som nu allmänt kallas 18V” nominella ” moduler. Det finns inga 18V batteribanker för RE-system. Modulerna förvärvade detta namn eftersom deras cellantal och funktionella spänningsvärden sätter dem rätt mellan de två befintliga kategorierna av 12V och 24V ”nominella” PV-moduler. Många moduler följde med 48 till 60 celler, som producerade spänningar som inte var en direkt matchning för 12V eller 24V nominella systemkomponenter.
för att undvika dålig systemdesign och förvirring antogs 18V moniker av många i branschen, men i slutändan kan ha skapat mer förvirring bland nybörjare som inte förstod förhållandet mellan celler i serie, VOC, VMP och Nominell spänning. Med denna förståelse saker blir mycket enklare, och diagrammet bör bidra till att låsa upp en del av mysteriet.
Temperaturkorrigerad VOC
det temperaturkorrigerade VOC-värdet krävs för att säkerställa att när kalla temperaturer höjer VOC i en matris, att annan ansluten utrustning som MPPT-styrenheter eller Nätbindningsomvandlare inte skadas. Denna beräkning görs på ett av två sätt. Det första sättet innebär att man använder diagrammet i NEC 690.7. Det andra sättet innebär att man gör beräkningar med Temperaturkoefficienten för spänning och den kallaste lokala temperaturen.
temperaturkoefficient för spänning
detta värde representerar spänningsförändringen baserat på temperatur. Generellt används det för att beräkna kallt Temp / högre Spänningssituationer för array och komponentval i kallare klimat. Detta värde kan presenteras som en procentuell förändring från STC-spänningar per grad eller som en spänningsvärdesförändring per grads temp-förändring. Denna information hittades inte lätt tidigare, men ses nu oftare på specifika sidor och ibland modulklistermärken.
mätning av spänning och Solpanelprovning
spänningar kan läsas på en PV-modul med hjälp av en voltmeter eller multimeter. Vad du ser nedan är ett exempel på en voltmeter som mäter VOC med en kopplingsbox. Detta skulle vara utsikten från baksidan av PV-modulen.
