Erzeugen Solarmodule variablen Strom oder variable Spannung?

Solarzellen sind ein PV-Übergang, im Grunde eine Diode, also haben sie ähnliche Eigenschaften. Die Spannung hängt von der vom Sonnenlicht empfangenen Energiemenge und der entnommenen Strommenge ab, ist also lastabhängig.

Quelle: MPPT-Tracking

Viele Sonnenkollektoren sind Watt-bewertet. Die erzeugte Leistung hängt von den Lichtverhältnissen ab, sodass entweder Strom und/oder Spannung variabel sind. Welches ist es?

Dieses Bild beantwortet Ihre Frage besser. Sie können sehen, wie das Ziehen von mehr Strom die Spannung senkt. An einem bestimmten Punkt, an dem die Lastimpedanz gleich der Quelle ist, erhalten Sie eine maximale Leistungsübertragung (in den kleineren Linien des Diagramms dargestellt). Die verschiedenen Lichtstärken werden mit unterschiedlichen Farben dargestellt (W/m^2 gibt an, wie viele Watt Sonnenlicht auf 1 m^2 Fläche trifft), und niedrigere Lichtstärken erzeugen unterschiedliche Mengen an Strom. Das Problem besteht darin, dass es drei Variablen Spannung, Strom (die von der Last abhängig sind) und die von der Zelle empfangene Energiemenge gibt.

Sie benötigen also eine Schaltung, die den maximalen Spitzenleistungspunkt verfolgen kann (MPP-Tracking oder MPPT), um den besten Wirkungsgrad der Solarzelle zu erzielen. Entweder das, oder stellen Sie sicher, dass Sie nicht zu viel Strom aus der Zelle ziehen, um den Spannungspegel hoch zu halten.

Hauptsache aktuell. Photonen setzen Elektronen frei, die in Form von Strom fließen. Dieser Strom teilt sich auf zwei parallel geschaltete Stromsenken auf: eine schwach in Vorwärtsrichtung vorgespannte Diode (dh die Solarzelle selbst) und die externe Last an den Anschlüssen.

Das heißt, die Spannung, die Sie an den Anschlüssen sehen, hängt von drei Dingen ab: den Eigenschaften der externen Last, den Eigenschaften der Diode und dem einfallenden Photonenfluss.

Wenn die externe Last ein Kurzschluss ist, sehen Sie im Wesentlichen den gesamten darin fließenden Strom (so dass Sie Strom ohne signifikante Spannung erzeugen können).

Wenn die externe Last ein offener Stromkreis ist, fließt der Strom durch die Diode, und Sie sehen die Durchlassspannung der Diode bei diesem Strom (etwas weniger als 0,6 V, vielleicht 0,55 V).

Wenn die externe Last variabel ist, können Sie sie anpassen, um den maximalen Ausgangsstrom ohne große Reduzierung dieser Spannung zu erhalten, um die nutzbare Ausgangsleistung (MPPT) zu maximieren.

Beide. Das Datenblatt wird eine erwartete Strom-Spannungs-Kurve zeigen, aber selbst das wird je nach Sonneneinstrahlung, Temperatur, Alter und dergleichen etwas variieren.

Solarmodule sind so konzipiert, dass sie der Physik entsprechen, die sie regiert, und so gebaut, dass sie die Watt pro Kosten maximieren ... nicht um eine bequeme regulierte Versorgung auszugeben (obwohl Sie das bekommen können, wenn Sie es wirklich wollen, natürlich zu niedrigeren Watt pro Dollar. ) Herauszufinden, wie man das Maximum aus den Solarmodulen herausholt , ist ein schwieriges Problem, und darum geht es bei MPPT-Controllern.