CARATTERISTICHE TECNICHE CELLA FOTOVOLTAICA

Caratteristica corrente tensione del diodo

1eII TkUq0

0I Corrente di saturazione del diodo0ICorrente di saturazione del diodo

q Carica elettrica dell’elettroneq Carica elettrica dell’elettrone

k Costante di Boltzmann

T Temperatura assoluta

Caratteristica corrente tensione cella FV

1eIII TkUq0SC

SCI 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 30 – 35 mA/cmq.

La corrente di corto circuito aumenta con l’irraggiamento solare .

Caratteristica corrente tensione cella FV

1

I

Iln

q

TkU

0

CSOC

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

OCU Tensione a vuoto della cella fotovoltaica

Punto di lavoro

Punto di massimo trasferimento della potenza

maxmax IU

Potenza massima

Fattore di riempimento ( Fill Factor )

SCOC

maxmax

IU

IUFF

Elevato significa caratteristica I-V “ squadrata “ ed è indicatore della qualità della cella ( 0,7 - 0,85 ) .

Efficienza di conversione ( rendimento ) Rapporto tra la potenza max erogata dalla cella e la potenza che riceve dal

sole. Varia dall’ 8% al 20%.

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.

k Costante di Boltzmann

Dati nominali di un modulo

Le condizioni standard di prova sono stabilite dalla norma IEC/EN 60904 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 TNOCT , definita dal costruttore varia tra 45 e 50 °C

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

800

20TGTT nocy

ambCell

Dati nominali di un modulo

La variazione percentuale di potenza dovuta ad una temperatura della cella diversa da 25°C è data da:

Dove CT 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.

25TC%P CellTm

TNOCT e CT devono essere più bassi possibile.

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.)

Dati forniti dal costruttore

La scheda tecnica abbinata al modulo FV deve indicare :

Tensione a vuoto UOC

Corrente di corto circuito ISC

Potenza max fornita Pmax con indicazione della tolleranza

Tensione e corrente nel punto di max potenza Umpp e Impp

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 ( TNOCT )

Coefficienti di temperatura per la potenza e la tensione

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.