Fotovoltaik Santraller

 

Yazı Dizisi-6

 

Tercüme:Alper Çelebi

2 Enerji üretimi

2.1 Hücreye eşdeğer devre

Fotovoltaik bir hücre bir akım jeneratörü olarak kabul edilebilir ve Şekil 2.1’deki eşdeğer devre ile gösterilebilir.
Çıkış terminallerindeki I akımı, ideal akım jeneratörü tarafından FV etkisiyle üretilen Ig’den Id diyot akımı ve Il
kaçak akımın çıkartılması sonucuna eşittir.

Rs direnç serisi, üretilen akımın akışının dâhili direncini gösterir ve de mevcut safsızlıklar ve kontak dirençleri üzerindeki P-N bağlantısının kalınlığına bağlıdır.

Gl kaçak iletkenliği, normal işletim koşullarında toprağa giden akımı hesaba katar.

İdeal bir hücrede Rs=0 ve Gl=0’dır.

Bunun aksine, yüksek kaliteli bir silisyum hücrede
Rs=0.05÷0Ω ve Gl=3÷5mS’dir.

FV hücrenin dönüştürme verimliliği, ayrıca Rs’in küçük bir değişimden büyük ölçüde etkilenirken Gl değişiminden
çok daha az etkilenir.





2.2 Modülün gerilim-akım karakteristiği

Bir FV modülüm gerilim akım karakteristik eğrisi Şekil 2.2’de gösterilmiştir. Kısa devre koşullarında üretilen akım
en üst seviyedeyken (Isc), devre açıkken (Voc=açık devre gerilimi) gerilim en yüksek seviyededir.

Yukarıda belirtilen iki koşulda, hücrede üretilen elektrik akımı sıfırken diğer tüm koşullar altında, gerilim arttığında
üretilen güç de artar: önce, maksimum güç noktasına (Pm) ulaşır ve ardından açık devre gerilimi değerine yakın
bir değere doğru aniden düşer.



Böylece, solar modülün karakteristik verileri aşağıdaki  gibi özetlenebilir:

• Isc kısa devre akımı;
• Voc açık devre gerilimi;
• Pm standart koşullar altında üretilen maksimum güç
(STC);
• Im maksimum güç noktasında üretilen akım;
• Vm maksimum güç noktasında gerilim;
• FF doldurma faktörü: V-I karakteristik eğrisinin şeklini belirleyen bir parametredir ve maksimum güç ile yüksüz
gerilimi ürününün kısa devre akımı ile çarpılması arasındaki orandır (Voc . Isc ).

Eğer, bir FV hücrenin dışından standart işlem ile ters yönde bir gerilim uygulanırsa, üretilen akım sabit kalır ve
güç hücre tarafından emilir.

Belli bir ters gerilim değeri (“çöküm” gerilimi) aşılırsa, P-N eklemi bir diyotta meydana geldiği gibi delikli olur
ve akım yüksek değerlere ulaşarak hücreye zarar verir.

Işık olmadığında, üretilen akım, ters gerilim değerleri için “çöküm” gerilimine kadar sıfırdır ve sonrasında aydınlatma koşullarına benzer bir deşarj akımı olur (Şekil2.3 - sol kadran).



2.3 Şebeke bağlantı şeması

Şebekeye bağlı olup tüketici santrali besleyen bir FV santral, Şekil 2.4’teki şemada olduğu gibi basitleştirilmiş
olarak gösterilebilir.

Besleme ağı (sonsuz kısa devre gücünde olduğu varsayılarak), değeri tüketici santralinin yük koşullarından
bağımsız olan bir ideal gerilim jeneratörü aracılığıyla sistemli bir şekilde düzenlenebilir.

Bunun aksine, FV jeneratör ideal bir akım jeneratörü ile gösterilirken (sabit akım ve eşit gün ışığı ile) tüketici
santrali Ru direnci ile gösterilir:





Bundan sonraki yazımızda "Nominal Tepe Gücü "  anlatılacaktır.