GÜNEŞ HÜCRELERİ FOTOVOLTAİK MODÜLER

 

GÜNEŞ HÜCRESİ=PV CELL=DİYOD=FOTO DİYOD

 

PV CELL’ ler seri veya parelel olarak bağlanarak modüller , istenilen gerilim ve akımda   ve güçte üretilir.

 

 


·  Güneşten elektrik elde edilen sistemlerin en temel yapıtaşı  güneş hücreleri veya FOTOVOLTAİK hücrelerdir. (PV CELL)

 

·  Bunlar üzerine ışık düştüğü  zaman doğru akım (DC) üreten elemanlardır.

 

·  Bu PV hücreleri biraraya geldiği  zaman güneş  modüllerini (PV MODUL) oluşturur.

       PV MODÜL

·  Bunlara güneş paneleri denmemesinin  nedeni su ısıtıcıları olan termal paneller ile karıştırılmasını önlemektedir.

 

·  Isı dezavantajıdır.

 

·  Işık ile  çalışır.( Güneş ışığı)

 

·  Çıkış gerilimleri  DC’dir

 

                    

              

 

 

 

 

 

 

 

                                           

                                                                                                               

                                                                 

                                                            Inverter

                                                            Şarj kontrol         =          Sistem  olur.

                                                             Akü

                                                                                    

MODÜLLERİN   MALOLUŞ FİYATI  VE DiĞERLERİ

 

·        En temel bir    PV –hücresi   silikon kristalinden oluşan   hücredir.

 

·        Ge

·        Ga As               3 yarı ıiletken madde

·        Si                  (PV hücre yapımında kullanılır.)

 

 

·  Böyle bir hücre   0.5 – 0.6 v   arası DC gerilim üretir.

 

·  Bu hücrelerin seri bağlanmasından bir PV modül oluşur.

 

·  Seri bağlayarak istediğimiz gerilimi

   Paralel bağlayarak istediğimiz akımı :  ve istenen güçte PV modül yapılabilir.

 

·  Güneş ışığından elektrik elde edilen bir sistemde PV hücrenin  verimi  , PV modülünün ve sistemin veriminden ayrı düşünmeli.

 

·  Verimi düşüren etkenler:

 

·  Gölgeleme =   Yer seçiminde dikkatli davranarak

·  Toz-kirlenme= Temizleyerek

·  Sıcaklık =  Hava  veya  su ıle soğutarak                :     ile  korumalidir.

 

 

·  Piyasada PV hücrelerinden alınabilecek en iyi  verim 20% dir.

     

    VERİM= Güneşten gelen ışık enerjisinin , elektrik enerjisine dönüştürülme oranı.

 

    VERİMİN  ARTMASI=    

·      Verimin artması ile daha çok elektrik enerjisi

·      Daha  az  alan

·      Daha az görüntü  kirliliği

·      Daha az maliyet

 

·        PV modülünün verimi 20% den daha azdır. 15%.

 

 

 

 

SİSTEM    VERİMİNİ  ETKİLEYEN  FAKTÖR

 

1.     Modülerin  yerleştirildiği açı güneş ışığına dik olacak şekilde yerleştirilmeli

 

2.     Üzerlerine  düşen ışık veya gölge miktarı dik gelecek şekilde olmalı

 

3.     sistemde kullanılan kablolar lehimlemeler ve bunlara bağlı gerilim düşümleri

 

4.     sistemde kullanılan inverterler ,sigortalar , şarj kontroller gibi malzemeler.

 

5.     ortalama güneşleme  zamanı (süresi)  kıbrısta yaklaşık 7.5 saat yıllık ortalama güneşleme süresi var.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

MODÜLÜN ÜRETTİĞİ  ENERJİ

 


                             WS Cinsinden

 

                                                      Eğer  3 saat güneşlenme süresi varsa

 

                                                       = 3x60=180 ws =0.18 kws enerji  üretir.

 

60w  PV modül

 

PV MODÜL TEKNOLOJİSİ

 

1.     Monokristal  silikon hücreli PV modülleri

 

2.     Polikristal silikon hücreli  PV modülleri

 

3.     İnce tabaka  (thin film)  amorphous si hücreli PV modelleri

 

       Bu tiplerin birbirlerine göre üstünlük veya zayıflıkları vardır

 

·        Mono ve  poli si  hücreleri piyasada en fazla kullanılan modüllerdir.(93%) monokristal si’den yapılan PV modülleri verimi polikristal  si PV modüllerin veriminden 1.59% - 2% arası daha iyidir.

 

·        Polikristal  modüller biraz daha ucuzdur.

 

·        İnce  tabaka modüllerin  verimleri diğerlerine göre daha düşüktür. Ancak gölgeli veya yüksek sıcaklıklarda bunlar daha dayanıklıdır. Ucuzdurlar

 

 

 

HÜCRE MADDESİ          MODÜL VERİMLİLİĞİ      1KWP için  gerekli  modül alanı     

 

MONOKRİSTAL Sİ               (11-16)%                                     (7-9)m2

 

POLİKRİSTAL  Sİ                   (10-14)%                             (8-9)m2

 

İNCE    TABAKA                     (6-8)%                                 (11-13)m2

 

AMORPHOUS  Sİ                    (4-7)%                                 (16-20)m2

 

 

PV Modül  güç  değerleri Wp (peak W)  ile gösterilir.

·        Güneşin geliş  pozisyonuna  göre herzaman üzerinde yazan güçte çalışamayacağı  için maksimum verebileceği güç  yaazılır.(Wp)

 

·        Verimi  artırırken  modül üzerine düşen ışık miktarını artırmak  iyi  bir yöntemdir.

 

TEPE GÜCÜ (PEAK POWER –WP)

 

·        Bir PV hücresinden alınacak güç üzerine düşen ışık  enerjisi ile (solar radiation) doğru orantılıdır.  Işık artarsa güç ‘de artar.

 

·        Bir hücrenin üretebileceği  maksimum güç  tepe gücü ( peak power) olarak söylenir  ve Wp birimidir.

 

·         Her modülün kataloğunda max güç yazar (standart test şartlarındandır).STC

 

                                     1000W/ m2

                                      T=25c

 

 Elde edilen   güç (w) , akım (A)  güneşten gelen ışık şiddeti ile artar. Ancak gerilim (V)  değişikliği   azdır.

 

 

 

 

KISA DEVRE AKIMI ( short circuit current  Isc)  VE  AÇIK  DEVRE GERİLİMİ  (open circuit voltage  Voc)

 

 Bir PV   modülünün dikkate alınması gereken en önemli  özellikleri ürettiği  akım ve gerilim değerleridir.

 

·   Üretilen akım PV’nin üzerine düşen ışık siddeti ile kapladığı alan ile değişir.

 

·        PV’nin  ürettiği  gerilim ışık  şiddeti  ile   çok   değişmez.

 

·        Kısa devre akımı , Isc =  maksimum  verebileceği  akım (yüksüz)

 

·        Açık  devre gerilimi  , Voc = yüksüz ve direnç uçlarda ölçülen gerilimdir.

 

·        Isc ve Voc yüklü durumlarda değişirç

 

·        Çizilen Isc ve Voc grafiklerinden  MPP (maksimum power point )maksimum güç noktası bulunur.

 

MPP’deki akım  Impp  ve gerilim ise Vmpp  diye adlandırılır.

 

 

 

Örnek: 100w bir lambayı   4 saat günde çalıştırmak için istenen modül gücü nedir?  Bir günlük depolama ve 12v DC sistem düşününüz. Güneşlenme süresini  2 saat alınız ..60w  modül  kullanınız.

 

Çözüm:

 

Günlük enerji ihtiyacı= 100w x 4 = 400ws       günde

 

               Günlük  üretim= 2 x 60w = 120ws

              

               Modül  sayısı =  400ws     =  3.5 =  4 modül

                                          120ws

 

    1 günlük depolama = 400ws

 

               Akü  kapasitesi =  400ws = 33.13  =  34Ah  =  45 Ah akü  yeter.

                                              12v