GVHD: TS. Nguyễn Thanh Phương 15 HVTH: Lê Ngọc Phương Bình
Hình 2.3: Mạch điệnt ơng đ ơng của pin Quang điê ̣n. [11]
Mạch điện g m cĩ dịng quang điện Iph, điot, điện trở dịng rị Rsh và điện trở n i tiếp Rs, đặc tuyến I-V của pin đ ợc mơ tả bằng biểu thức (2.1).
Trong đĩμ
- Iphμ dịng quang điện (A).
- Is: dịng bão hịa (A).
- qμ điện tích của electron, q = 1,6x10-19 C - kμ hằng s Boltzmann’s, k =1,38x10-23 J/K - Tcμ nhiệt độ v n hành của pin (K).
- Aμ hệ s ĺ t ởng phụ thuộc vào cơng nghệ chế tạo pin, ví dụ cơng nghệ Si- mono A=1.2, Si-Poly A = 1.3…
Dịng quang điện Iph phụ thuộc trực tiếp vào bức xạ mặt trời và nhiệt độ của pinμ
Trong đĩμ
- Iscμ dịng ngắn mạch tại nhiệt độ tiêu chuẩn 25oC (A) và bức xạ 1kW/m2.
- KIμ hệ s dịng điện phụ thuộc vào nhiệt độ (A/oC).
- Tcμ Nhiệt độ v n hành của pin mặt trời (K).
- TRef μ Nhiệt độ tiêu chuẩn của pin mặt trời (K).
(2.1)
GVHD: TS. Nguyễn Thanh Phương 16 HVTH: Lê Ngọc Phương Bình
- μ Bức xạ mặt trời (kW/m2).
- Mặt khác, dịng bưo hịa Is là dịng các hạt tải điện khơng cơ bản đ ợc tạo ra do kích thích nhiệt. Khi nhiệt độ của pin mặt trời tăng dịng bưo hịa cũng tăng theo hàm mũ μ
Trong đĩμ
- IRSμ Dịng điện ng ợc bưo hịa tại nhiệt độ tiêu chuẩn (A)
- EGμ Năng l ợng lỗ tr ng của chất bán d n
Đ i với pin mặt trời ĺ t ởng, điện trở dịng rị Rsh = ̀, Rs = 0. Khi đĩ mạch điện t ơng đ ơng của pin mặt trời đ ợc cho bởi hình 2.4:
Hình 2.4: Mơ hình pin mặt trời lý t ởng[28]
Khi đĩ,biểu thức (2.1) cĩ thể đ ợc mơ tả nh sauμ
Và dịng bưo hịa ng ợc tiêu chuẩn cĩ thể đ ợc biểu diễn nh sauμ
Thơng th ờng, cơng suất của pin mặt trời khoảng 2 W và điện áp khoảng 0.5 V. Vì v y, các pin mặt trời đ ợc ghép n i với nhau theo dạng n i tiếp - song song để
(2.3)
(2.4)
GVHD: TS. Nguyễn Thanh Phương 17 HVTH: Lê Ngọc Phương Bình
sinh ra l ợng cơng suất và điện áp đủ lớn. Mạch điện t ơng đ ơng của mơ đun pin mặt trời g m cĩ Np nhánh song song và Nspin n i tiếp đ ợc mơ tả nh hình 2.5:
Hình 2.5: Mơ đun pin mặt trời. [28] (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Mạch điện hình 2.5 đ ợc miêu tả bởi biểu thức sauμ
Pin mặt trời chuyển một phần bức xạ mặt trời trực tiếp thành năng l ợng điện, nh ng một phần đĩ chuyển thành nhiệt cộng với pin mặt trời cĩ màu dễ hấp thụ nhiệt nên nhiệt độ v n hành của pin cĩ thể cao hơn nhiệt độ mơi tr ờng. Nhiệt độ của pin d ới các điều kiện khác nhau cĩ thể đ ợc đánh giá qua nhiệt độ v n hành bình th ờng (NOCT). Nhiệt độ v n hành bình th ờng đ ợc định nghĩa là nhiệt độ của pin d ới điều kiện mơi tr ờng 20oC, bức xạ mặt trời 0.8 kW/m2, t c độ giĩ < 1
m/s.
Cơng thức sau đ ợc sử dụng để tính tốn sự khác nhau giữa nhiệt độ mơi tr ờng (TAmb) và nhiệt độ v n hành của pin mặt trời (TC)μ
Đặc tuyến I-V t ơng ứng với tùng bức xạ nhất định đ ợc mơ tả nh sauμ
(2.6)
GVHD: TS. Nguyễn Thanh Phương 18 HVTH: Lê Ngọc Phương Bình
Hình 2.6: Đặc tuyến I_V với các bức xạ khác nhau. [5]
Hình 2.7: Đặc tuyến P_V với các bức xạ khác nhau. [5]