CARATTERISTICHE TECNICHE CELLA FOTOVOLTAICA

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1 CARATTERISTICHE TECNICHE CELLA FOTOVOLTAICA

2 Caratteristica corrente tensione del diodo I = I ( q U k T e 1) 0 I 0 q k T Corrente di saturazione del diodo Carica elettrica dell elettrone Costante di Boltzmann Temperatura assoluta

3 Caratteristica corrente tensione cella FV I = I SC I 0 ( q U k T e 1) ISC Corrente di corto circuito della cella fotovoltaica La corrente di corto circuito è un parametro caratteristico della cella fotovoltaica e dipende dall area della giunzione. Per celle al silicio si ha ma/cmq. La corrente di corto circuito aumenta con l irraggiamento solare.

4 Caratteristica corrente tensione cella FV k T I CS U = ln + 1 OC q I0 UOC Tensione a vuoto della cella fotovoltaica Il punto di funzionamento della cella collegata ad un carico R è data dall intersezione tra la retta RI e la caratteristica della cella. Nel punto C si ha il max trasferimento della potenza da parte del generatore FV data da U max I max Punto di lavoro Punto di massimo trasferimento della potenza Potenza massima

5 Fattore di riempimento ( Fill Factor ) U max Imax Elevato significa caratteristica I-V FF = squadrata ed è indicatore della U I qualità della cella ( 0,7-0,85 ). OC SC Efficienza di conversione ( rendimento ) ρ Rapporto tra la potenza max erogata dalla cella e la potenza che riceve dal sole. Varia dall 8% al 20%.

6 Variazione della caratteristica I-V Elevato significa caratteristica I-V squadrata ed è indicatore della qualità della cella ( 0,7-0,85 ). Aumenta irraggiamento ( W/mq ) cresce la corrente di corto circuito mentre la tensione a vuoto rimane pressochè costante. Complessivamente si ha aumento della potenza erogata dalla cella. Aumenta temperatura diminuisce la tensione a vuoto mentre la corrente di corto circuito rimane quasi costante. Complessivamente si ha diminuzione della potenza erogata dalla cella.

7 Dati nominali di un modulo Le condizioni standard di prova sono stabilite dalla norma IEC/EN riferite a : Irraggiamento solare ( G ) : 1000 W/mq Temperatura delle celle : 25 C Nella realtà i moduli funzionano ad una temperatura diversa dai 25 C N.O.C.T. Nominal Operating Cell Temperature e viene utilizzato per calcolare l influenza della temperatura sulla potenza. La temperatura T NOCT, definita dal costruttore varia tra 45 e 50 C

8 Dati nominali di un modulo Le condizioni operative nominali sono: Irraggiamento solare ( G ) : 800 W/mq Temperatura ambiente dell aria : 20 C Velocità dell aria sul retro del modulo: 1 m/s Modulo funzionante a vuoto. Se una cella funziona con irraggiamento diverso da 800 W/mq e temperatura ambiente diversa da 20 C assume la temperatura T Cell = T amb + G T nocy

9 Dati nominali di un modulo La variazione percentuale di potenza dovuta ad una temperatura della cella diversa da 25 C è data da: P m (%) = C ( T 25) T Cell Dove C T è il coefficiente di temperatura per la potenza ( variazione percentuale di potenza per ogni grado di differenza da 25 C ) e viene comunicato dal costruttore. T NOCT e C T devono essere più bassi possibile.

10 Dati di targa Ogni modulo deve essere dotato di una targa leggibile e indelebile riportante i seguenti dati: Nome o simbolo del costruttore Tipo o numero del modello Numero di serie con codifica della data e del luogo di produzione Polarità dei terminali Max tensione di esercizio Classe di impiego dei moduli ( A con tensione > 120 V c.c., C con tensione < 120 V c.c. Esiste anche una classe B ma non è ammessa dalle norme europee.)

11 Dati forniti dal costruttore La scheda tecnica abbinata al modulo FV deve indicare : Tensione a vuoto U OC Corrente di corto circuito I SC Potenza max fornita P max con indicazione della tolleranza Tensione e corrente nel punto di max potenza U mpp e I mpp Corrente nominale max dei dispositivi di protezione contro le sovracorrenti abbinabili al modulo ( in generale fusibili ) Numero max di moduli collegabili in serie / parallelo Temperatura della cella in condizioni operative nominale ( T NOCT ) Coefficienti di temperatura per la potenza e la tensione

12 Scelta dei moduli 1 Efficienza di conversione. Parametro più pubblicizzato dai costruttori ma meno importante di quanto non si creda. Due moduli di uguale potenza nominale forniscono la stessa potenza indipendentemente dall efficienza di conversione. L unica differenza è che il modulo meno efficiente occupa più spazio. 2 Tolleranza sulla potenza nominale dei moduli. E in genere un parametro sottovalutato. Riveste un ruolo importante in quanto la disomogeneità dei moduli in una stringa riduce la potenza prodotta ( mismatching ). 3 Temperatura TNOCT e il coefficiente di temperatura CT. Sono indicatori di come aumentano le perdite con la temperatura.