Пв на максимальном токе: Продолжительность включения (нагрузки) ПВ% (ПН%) сварочных аппаратов; номинальный сварочный ток — Статьи о сварке — НПФ Техсервис — Техническое оборудование общепромышленного и нефтепромыслового назначения

Содержание

ПВ 60% или больше? — ПТК

#1 CBAPKA ПТК

Отправлено 19 December 2019 09:31

Продолжительность включения (ПВ) – одна из важнейших характеристик сварочного аппарата, которая отображает режим работы источника питания.

Параметр демонстрирует время от 10-минутного цикла, в течении которого аппарат может работать на максимальном сварочном токе. ПВ измеряется в процентах или условных единицах – 60% или 0,6. Это означает, что аппарат сможет работать 6 минут на максимальном токе, после чего наступит пауза длительностью 4 минуты, во время которой инвертор будет охлаждаться. Данный параметр позволит понять, как часто сварочный аппарат будет уходить в защиту по перегреву.

Специально для вас мы проверили заявленный показатель ПВ на аппарате ПТК RILON ARC 200 СТ. По техническим характеристикам продолжительность включения у ARC 200 СТ равна 60%.

Мы протестировали аппарат на максимальном токе – 200 Ампер. Использовали электроды диаметром 4 мм – Э50А-УОНИ-13/55-Ø-УД, Е516-Б20.

Делали наплавку и отварили 10 электродов без остановки. На замену электрода уходило до 5 секунд. Сам тест длился 12 минут, при этом аппарат не перегрелся и не ушёл в защиту.

На видео мы показали ход тестирования в ускоренном режиме, с которым предлагаем вам ознакомиться.

Прикрепленные изображения

Наверх
Вставить ник

#2 copich

Отправлено 19 December 2019 10:13

CBAPKA ПТК, Крутой тест. Изучайте матчасть! http://electricalsch…aja-svarka.html

Наверх
Вставить ник

#3 morgmail

Отправлено 19 December 2019 10:38

отварили 10 электродов без остановки

Хм, это что-то новенькое, отвар из электродов!

Наверх
Вставить ник

#4 pavel83

Отправлено

19 December 2019 10:43

CBAPKA ПТК, Минус поставил за дизайн. На дворе 2019год кончается а вы всё по старинке делаете. Своё надо разрабатывать и улучшать.

Наверх
Вставить ник

#5 Георгий 11

Отправлено 19 December 2019 12:20

А че они желтые теперь?

Наверх
Вставить ник

#6 midtower

Отправлено

19 December 2019 15:42

CBAPKA ПТК, несерьёзно.

Наверх
Вставить ник

#7 G_Kar

Отправлено 19 December 2019 15:51

Делали наплавку и отварили 10 электродов без остановки.

В видео 9 электродов… На 10м что-то пошло не так видимо.

Мои работы в инстаграм: @MOV_engineering
Тел./Вацап.:+7-999-62O-1O-3O

Наверх
Вставить ник

#8 тор

Отправлено 19 December 2019 16:44

В видео 9 электродов… На 10м что-то пошло не так видимо.

Кремень , мало кто до конца досмотрел !

Наверх
Вставить ник

#9 G_Kar

Отправлено 19 December 2019 16:52

тор, я перемотал на конец сразу

Мои работы в инстаграм: @MOV_engineering
Тел. /Вацап.:+7-999-62O-1O-3O

Наверх
Вставить ник

#10 Глобул

Отправлено 19 December 2019 17:51

Так вот как ПВ измеряют!

А авроровцы то и не знают, понаставили амперметров, градусников каких-то, секундомеров, нагрузку придумали постоянную, температуру нагнали, шоб жара как летом была…

А всего-то надо было 9 электродов четвёрки спалить…

Я своим аппаратом на стройке по 10 часов в день варил уонями четвёркой, и не знал что ПВ меряю. У меня наверное процентов тысяча: http://websvarka.ru/…nikov/?p=328022

Наверх
Вставить ник

#11 midtower

Отправлено

19 December 2019 19:11

CBAPKA ПТК, если вы здесь нашли только свободное рекламное место, то выдача поисковиками будет безблагодатна: а ваша красная репутация поостережёт пришлых и местных от приобретения у вашей конторы чего-либо.

Наверх
Вставить ник

Продолжительность включения (ПВ) сварочного аппарата: что это и на что влияет

Главная Все о сварке

Все о сварке Вадим 3.2k. 15.01.2021

Продолжительность включения (ПВ) сварочного аппарата – еще одна характеристика, которой оперируют производители оборудования в процессе конкуренции своей продукции. Что означает эта аббревиатура и является ли этот показатель существенным при подборе инвертора для тех или иных нужд? Давайте разбираться.

Продолжительность включения (ПВ) аппарата измеряется по различным стандартам. Это оставляет обширное поле для маневра самим производителям. Некоторые из них умудряются схитрить и обвести покупателя вокруг пальца.

При замере этого показателя аппаратов европейского производства замер производится при температуре окружающей среды +40 °С и в течении интервала в 5 минут. Изготовители сварочной техники на пост-советском пространстве проводят тест при других условиях. Время измерения берется 10 минут при температуре +20 °С. Исключение для российских производителей представляет лишь сварочные аппараты «Сварог». Их ПН и ПВ оцениваются также при 40-градусный температуре окружающей среды.

Продолжительность непрерывной работы сварочного аппарата: в чем суть?

Перейдем непосредственно к сути и смыслу показателя. Допустим, приобретенный инвертор российского производителя обладает ПВ стандартным значением 60%. Это означает, что при максимальной силе тока его можно использовать на протяжении 6 минут из 10-тиминутного цикла. Затем оборудованию нужно 4 минуты для остывания.

Напомним, таковы рекомендации производителя при температуре окружающей среды +20 °С. Что это означает практически? Если работа осуществляется в летнюю жаркую пору, когда на термометре температура +30 °С или больше, то время непрерывной эксплуатации инвертора снижается. Если же температура ниже установленного показателя замера (+20 °С), то эксплуатировать аппарат на максимальных значениях можно несколько дольше.

У продукции европейских брендов (например, EWM, Esab, Foxweld, Telwin и другие) подход к оцениванию эффективности и времени непрерывной работы инвертора будет иным. Они проверяются при температуре, почти недостижимой в условиях Средней полосы России и тем более северных и континентальных областях страны. Поэтому фактическое время работы прибора на максимальном токе можно повышать через определенный коэффициент. Его можно определить как отношение теоретической расчетной температуры (+40 °С) к реальной (например, +25 °С). Таким образом, длительность работы без необходимости охлаждения на практике в подобных условиях растет.

Продолжительность включения (ПВ) как средство манипуляции покупателем

Как мы видим, продолжительность включения при максимальном токе для инвертора является с одной стороны довольно важным показателем. Представьте ситуацию, при которой Вы выбираете две похожие модели сварочного аппарата. Ряд характеристик включая максимальный ток у них почти аналогичны, а вот ПВ различается. Разумно предположить, что система охлаждения той модели, у которой ПВ выше, является более совершенной и эффективной. Это положительно сказывается на оперативности выполнения сварочной задачи, надежность и общем сроке эксплуатации оборудования.

НО! Далеко не всегда стоит ориентироваться в таких случаях на этот показатель. И тому есть ряд причин, которые однозначно заслуживают того, чтобы их приняли во внимание. В число таких причин входят:

Манипуляции с замерами со стороны производителей. Особенно малоизвестные изготовители оборудования часто грешат с этим показателем. В паспорте к бытовому инвертору, обладающим ПВ в 80-90%,маленьким шрифтом может быть прописано «замеры произведены при 100 А). То есть, не при максимальном выдаваемом токе, а при другом значении амперности, нагружающем прибор ощутимо менее интенсивно.
Редкая работа сварщика на максимальном токе. Это обстоятельство может значительно повысить время непрерывной работы инвертора без необходимости в перерыве на его охлаждение.
Значительный показатель ПВ нужен далеко не для всех видов сварки. Как правило, стандартного электрода хватает не более чем на минуту с небольшим непрерывного горения. Таким образом, сварщику наверняка придется прерываться, чтобы заменить его, проверить качество выполненного шва или произвести зачистку его поверхности. А в этом время инвертор будет остывать. Поэтому продолжительности включения при максимальном токе даже в 50% вполне достаточно для выполнения большинства бытовых задач по сварке.

Как Вы сами можете убедиться, показатель ПВ не является приоритетным для выбора бытовых сварочных аппаратов. При подборе профессионального сварочного оборудования для того или иного производства на первый план и вовсе выходят совершенно другие критерии.

Соответствующие выводы покупатели сварочной техники могут делать самостоятельно. А в случае поиска соответствующей высокотехнологичной продукции для своих нужд рекомендуем искать ее в нашем интернет-магазине.

параметры инвертора продолжительность включения характеристики сварочного аппарата

Оцените статью

Что такое пв сварочного аппарата

Главная » Статьи » Что такое пв сварочного аппарата

Что такое ПВ в сварочном аппарате

ПВ — или «продолжительность включения» (иначе еще называется ПН -продолжительность нагрузки)- крайне важный показатель работы любого сварочного аппарата — инверторного, или трансформаторного, полуавтомата или аппарата РДС — не важно. Итак, ПВ (ПН) — это продолжительность десятиминутного сварочного цикла, выражающаяся в %, при определенной температуре окружающей среды. Показатель определяет, сколько времени на максимальной мощности, аппарат способен работать до самоотключения от перегрева. Например, что бы было понятно если ПВ 50%, это значит, что аппарат будет 5 минут работать и 5 минут «отдыхать» (50/50). Другой пример если ПВ=60% (ПВ 60% и выше это уже ПВ профессионального оборудования)при температуре 20С (как у Welder-4), это значит, что из 10 минут сварочного цикла он отработает не выключаясь на максимальной нагрузке 6 минут (при максимальной толщине электрода диаметром 4 мм), и 4 минуты будет «отдыхать». А вот любые аппараты трансформаторного типа не дают ПВ больше 20% (максимум 30%). Это значит, что при ПВ 20%, в десятиминутном цикле, аппарат 2 минуты работает и 8 (!!!) минут аппарат и сварщик отыхает.

КУПИТЬ СВАРОЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ С ВЫСОКИМ ПВ

www.arendasvarki.ru

Что же все такое параметр ПВ и ПН у сварочных аппаратов? — сварочное оборудование — ООО Сибирь-Технология-Сервис Барнаул

Сварочный аппарат работает с очень высокими токами, вызывающими нагрев силовых элементов.

Поэтому одна из главных задач разработчиков сварочного аппарата – обеспечение эффективного охлаждения.

Силовые транзисторы размещаются на объемных алюминиевых «постаментах» — радиаторах, имеющих ребристую поверхность, обеспечивающую максимально возможную площадь отдачи тепла. Мощный вентилятор (иногда 2 или 3 шт) обеспечивает непрерывный обдув с целью охлаждения, Несмотря на это, практически в любом аппарате при работе на токах выше определенного происходит перегрев, срабатывает термическая защита и аппарат на время отключается. Вентилятор продолжает дуть, компоненты аппарата, включая защиту, охлаждаются и снова готовы к работе. Это не аварийная ситуация, а нормальный рабочий режим аппарата.

Отношение времени, которое аппарат в течение контрольного периода выдает заданный ток, к этому самому контрольному периоду, называется рабочим циклом аппарата или, иначе, полезным временем (ПВ). Еще иногда – продолжительностью нагрузки (ПН).

ПВ указывается в %. Обычно указывается сварочный ток, на котором аппарат имеет данный показатель ПВ. Например, «120А-90%» означает, что при работе током 120А данный аппарат может выдавать ток 90% времени, и только 10% остывать. Естественно, чем ближе ток к номиналу аппарата, тем быстрее аппарат греется. Т.е. тем ниже показатель ПВ. Если ПВ указан без упоминания силы тока, значит, данный ПВ соответствует режиму номинального тока аппарата. Так показатель ПВ «30%» для аппарата с диапазоном сварочного тока 10-160А означает, что при рабочем токе 160А данный аппарат будет варить 30% времени, а 70% остывать.

Вроде бы все понятно. Но… Существуют различные методики измерения ПВ. И в отличие от единых для всего мира стандартов соответствия сварочного тока и сварочного напряжения дуги, методики измерения ПВ отличаются принципиально. Один и тот же аппарат по разным методикам получит совершенно разный процент ПВ!

Знакомьтесь: самые распространенные методики измерения ПВ сварочного аппарата – европейская, китайская и советская.

Европейская.

Подразумеваются условия испытаний, описанные в европейском стандарте EN60974-1. При температуре окружающей среды 40С аппарат включают на заданный сварочный ток и засекают, сколько он непрерывно проработает до первого отключения. Полученный результат относят к 10-минутному отрезку времени. Если за эти 10 минут термозащита так и не сработала (и аппарат при этом не сгорел), значит, рабочий цикл аппарата на этом токе равен 100%.

Китайская.

Китайской не вегда, но зачастую можно назвать методику схожую с методикой фирмы Telwin (он же Blueweld). Ее же в наши дни можно с полным правом назвать китайской. Правда тут надо оговориться — сейчас в Китае (и это всем известно) очень много производственных площадок и есть много производителей как низкого уровня, так и весьма высокого. Некоторые заводы по производству сварочного оборудования работают на очень серьезном уровне и выпускают продукцию высокого качества. Но поговорим пока про производителей не столь высоко качества, которые, чтобы вписаться в современные высокие показатели качества, пытаються вводить свои собственные методики определения их значения. Итальянский концерн Telwin оказал колоссальное влияние на развитие китайских производителей. Его аппараты MMA, MIG-MAG и контактной сварки были прародителями значительной части китайской продукции. И еще сегодня в Поднебесной на неисчислимых производственных линиях можно отыскать братиков-близнецов аппаратов TELWIN. Кроме схем аппаратов, в Китае по достоинству оценили и предложенную итальянским производителем методику измерения ПВ аппаратов. При температуре 20С аппарат не просто нагружают сварочным током, но жгут реальные электроды. При этом учитывается не непрерывное время работы до первого отключения, а суммарное рабочее время сварки за 10 минут. Естественно, показатель ПВ по методике TELWIN получается значительно (до 2 раз) выше, чем при следовании методике EN60974-1. Сама компания TELWIN при указании ПВ по своей методике уточняет это, добавляя «Telwin» после процентного показателя. Замеряющие ПВ по ее методике китайские производители таких подробностей не указывают.

Российская.

она же советская. ГОСТ претерпел ряд редакций, в частности — ГОСТ Р МЭК 60974-1-2004. Условием отечественной методики является обязательное доведение аппарата до режима срабатывания защиты перед началом измерений. Т.е. сначала вводят в режим интенсивной эксплуатации, и только потом производят замеры. Для аппаратов ручной дуговой сварки отечественная методика предусматривает измерения в течение 5 минут, а не 10.

Характерно, что ГОСТ Р МЭК 60974-1-2004 в обязательном порядке относится лишь к сварочному оборудованию промышленного и профессионального назначения и – цитирую – «Стандарт не распространяется на источники питания для ручной дуговой сварки с ограниченным режимом эксплуатации, которые проектируются преимущественно для эксплуатации непрофессионалами». Вероятно, именно этим обстоятельством объясняется не только слабая распространенность отечественной методики, но и свобода трактовки показателя ПВ производителями и импортерами.

И все-таки, какой цикл работы можно считать подходящим? По оценкам специалистов, опубликованных в открытых источниках, реальный цикл работы сварщика ручной дуговой сварки не превышает 20%. Причем эти 20% времени не являются непрерывным отрезком. Более 80% времени уходит на перемещения, контроль уложенного шва, сбив шлака, замену электрода и др. Так что даже ПВ 30%, замеренного по китайской методике, практически любому сварщику при не очень жаркой погоде будет достаточно – простаивать в ожидании охлаждения аппарата не придется. Если же данный показатель критичен, то лучше не сверять показатель ПВ аппаратов разных марок, а купить аппарат, рассчитанный на более высокий номинальный ток. У него ПВ на том же токе будет точно выше.

А пока ценники реальных и виртуальных магазинов пестрят различными впечатляющими показателями ПВ. И чинные продавцы объясняют неопытным покупателям преимущества больших циферок над маленькими.

ctc22.ru

Что такое ПВ и на что этот показатель влияет?

ПВ — это продолжительность включения сварочного аппарата, т. е. время его непрерывной работы. Данный показатель является одной из основных характеристик сварочного инвертора. ПВ всегда указывается в % исходя из 10-минутного сварочного цикла. Указывается на шильдике на задней панели аппарата. У всех сварочных инверторов (САИ) ПВ на максимальном токе составляет 70% (например, у САИ 220 ПВ составляет 70% именно при токе 220А), т. е. 7 минут аппарат работает, после чего в.теории ему требуется 3 минуты отдыха.

Обычный человек может неправильно понять данный показатель. Они говорят: «Что я успею сварить за 7 минут? А потом ему постоянно надо отдыхать 3 минуты?». НЕТ! ПВ показывает продолжительность непрерывной варки. Семь минут варить непрерывно не возможно! Во-первых, потому, что электрод прогорит гораздо быстрее и пока человек меняет электрод, аппарат остывает. Во-вторых, после 3–5 минут процесса сварки обычно возникает необходимость подготовки деталей для дальнейшей работы и проверки сварочного шва — этого времени вполне хватает, чтобы САИ успел остыть. Именно поэтому при работе в бытовых условиях обычно достигается практически 100% ПВ — работа ведется непрерывно и качественного на протяжении всего дня!

Если всё же покупатель хочет приобрести сварочный аппарат, с большим показателем ПВ, чем 70% (обычно это профессиональные сварщики или люди в возрасте, которые «где-то, что-то» услышали от соседа) ему следует просто рекомендовать покупку аппарата большего номинала, чем он выбрал. Т.к. 70% это на максимальном сварочном токе, при уменьшении значения на регуляторе данный показатель сразу растёт. Т.е., например у САИ 160 ПF3 на 160А составляет 70%, а у САИ 250 на те же 160А будет уже 100%, т. е. непрерывная работа (см. рис. 2).

Всегда обращайте внимание на показатель ПВ! Он вам может очень сильно помочь в качестве позиционирования САИ. Так, например, что мы можем увидеть при рассмотрении Telwin САИ 165. ПВ на максимальном токе (150А) не указан вообще, есть данные только на 140А и показатель ПВ на этом токе составляет всего 7% (42 секунды!!!). Это всего лишь то время из 10-ти минутного lfiacria, которое сварочник на этом токе находится в режиме работы. Неплохое обоснование в нашу пользу, да? Да, тут один человек из тысячи может поспорить по поводу температурных режимов, на которые считаются ПВ (об этом можете прочитать в любом источнике в Интернете). Но всё равно попытка обоснования будет звучать вяло!

Также, например, у аппаратов компании «Aiken» (Weld hWD-200) и «ДОН» (ДОН-230) реальный показатель ПВ практически в 3 раза ниже, чем заявленный: 13% и 12% соответственно при заявленных 35% на максимальном токе.

Важно: Помните, что показатель ПВ рассчитан на температуру окружающей среды +25°С, следовательно если человек работает аппаратом летом в жару при большей температуре, корпус аппарата дополнительно нагревается (соответственно показатель ПВ будет немного падать) и вероятность отключения сварочника по тепловой защите возрастает. Если вдруг температура подойдет к предельному показателю загорится индикатор перегрева на лицевой панели САИ и аппарат отключится и включится только после остывания.

svarka59.ru

ПВ (ПН) — что это такое?

В данной статье рассмотрим составляющие элемента характеристики сварочного инвертора — ПВ(ПН)

Продолжительность включения (ПВ) или продолжительность нагрузки (ПН) в процентах — отношение времени работы под нагрузкой или охлаждения за определенный промежуток времени, при определенной температуре окружающей среды. (соотношение времени работы под нагрузкой и отдыха от перегрева). Принятое значение общего времени по Евростандарту составляет 5 минут при 40 градусах Цельсия, других странах и Росси 10 минут и при 20 градусах Цельсия. Оптимальное значение ПВ — около 50%, т.е. 6 минут работы и 4 минуты перерыва. Увеличение времени работы под нагрузкой приведет к срабатыванию тепловой защиты блока управления.

Иными словами, если включить аппарат на максимальную нагрузку, и засечь время через которое он отключится от перегрева, это и будет его ПВ. А так как ПВ измеряется в %, то это соотношение времени «работы» и «отдыха» сварочного аппарата.

Приводим пример если взять сварочный цикл 10 минут (а не 5 минут -евростандарт ), температуру окружающей среды 20 градусов (а не 40 градусов -евростандарт) и аппарат отключается через 5 минут, значит ПВ 50% (5 минут работаем 5 минут отдыхаем), если отключается через 3 минуты значит ПВ 30% (3 минут работаем 7 минут отдыхаем), если аппарат отключается через 6 минут, значит ПВ 60% (6 минут работаем 4 минут отдыхаем). Что это значит для нас в практическом смысле? ПВ 50-60% (сварочном цикле 10 минут и температуре окружающей среды 20 градусов) более чем достаточно для любых ММА сварочных работ на токах до 200А.

То есть, если сварочный аппарат имеет ПВ 60%, то на максимальном токе он отработает 6 минут, и 4 минуты будет остывать. Но ПВ замеряется с помощью включения аппарата на постоянную нагрузку (например, с помощью балластного реостата), чего в жизни никогда не происходит! Сварка ММА (РДС Ручная Дуговая Сварка) подразумевает сварку электродом, а ни какой электрод не будет гореть более 40-50 секунд, а кроме того сварочный шов надо очистить от шлака, зачистить его, и т.д. Значит, аппарат не будет работать непрерывно все шесть минут, и будет успевать охлаждаться. Из этого следует, что 60% ПВ это твердые 100% для ММА (РДС Ручная Дуговая Сварка)

Рассмотрим другой вариант -ПВ 10-15% это значит что вы работаете 1-1.5 минуты и около 9 минут отдыхаете, а это уже ситуация обратная. Т.е.вы сжигаете один электрод, аппарат выключится от перегрева, 9 минут ожидания, затем цикл повторится. А если на улице жара, то ПВ становится еще меньше. Купив аппарат с таким ПВ вы вместо того что б приварить две гаражные петли за двадцать минут потратите на это несколько часов своего драгоценного времени. Нерадивые производители либо занижают значения ПВ, либо пишут их так, что непосвященному в сварку человеку разобраться практически невозможно. Например указывают ПВ не на максимальной мощности, а на 20-30 % от нее, например на аппарате на 160 А указывают ПВ -60% -100 А, что означает практически ПВ 35% -160 А. С одной стороны они указали реальное ПВ, с другой они намерено вводят в заблуждение, если у покупателя недостаточно информации. Есть еще одна уловка недобросовестные производители указывают например ПВ -60% -160 А, а затем мелким шрифтом пишут, что время измерения ПВ 3 или 5 минут, а это значит что реальное ПВ при 10 минутах, на максимальной мощности 160 А, означает практически те же ПВ 35% -160 А.

Чтобы выбрать сварочный инвертор Вы всегда можете обратиться к нашим менеджерам по телефону или электронной почте. Таким образом Вы получите квалифицированную консультацию по любому вопросу, связанному со сваркой.

Информация перепечатана с сайта https://www.tdfeb.ru/

kirkstore. ru

Смотрите также

Сварка аустенитных сталей
Пнд сварка
Аппарат сварочный с генератором
Аренда агрегата сварочного
Время сварки полипропиленовых труб таблица
Сварочный аппарат штурм
Сварка в космосе
Техника безопасности при газовой сварке
Сварочный аппарат франция инвертор
Почему при сварке инвертором прожигается металл
Сварочный инвертор из компьютерного блока питания

ПН и ПВ сварочных аппаратов

Часто спрашивают: что такое ПВ или ПН сварочного аппарата? Заглавные буквы ПН обозначают продолжительность нагрузки, а ПВ — продолжительность включения соответственно. Режим работы инверторного аппарата не менее важная характеристика, чем величина максимального сварочного тока. Про режим работы часто забывают начинающие сварщики. Этого делать нельзя.

Параметр ПН/ПВ всегда указан в процентах и показывает время работы инвертора при десятиминутном цикле. Например, если ПН/ПВ равен 40% — это означает, что после 4 минут работы аппарату нужно будет передохнуть, охладиться в течении 6 минут до повторного запуска. Таким образом, цифра позволяет приблизительно оценить, сколько раз инвертор будет отключаться по перегреву при бесперебойной работе в течение длительного времени.

Нагрузка источника питания (далее по тексту ИП) для дуговой сварки имеет, как правило, переменный характер. Процесс сварки состоит из повторяющихся циклов в которых рабочий период чередуется с паузами необходимыми для замены электродов, подготовки к наложению следующего шва, подгонки деталей и т.д. Согласно стандартам различают три типовых режима работы:

Длительный при неизменной нагрузке;

Так работают ИП для автоматической сварки и многопостовые источники.

Чередующийся;

Рабочие периоды прерываются режимами работы на ХХ. В данном случае применяется понятие продолжительности нагрузки (ПН)

Повторно-кратковременный

Рабочие периоды чередуются с периодами полного отключения силовых цепей ИП от сети.

В данном случае рабочий режим положено именовать как продолжительность включения (ПВ)

ПН/ПВ равно отношению времени работы аппарата к времени всего цикла. Длительность цикла принимается за 10 мин. Формула выглядит так:

ПН/ПВ =tраб./tцикла *100%

Для большинства сварщиков-профессионалов, не говоря уже о любителях, понятие режима работы сварочного аппарата является не очень понятным. Данная характеристика должна показать, как поведет себя сварочный аппарат при работе на максимальном токе и температуре +40 градусов. Сварщики профессионалы, выбирая аппарат для работы, смотрят на ток длительной нагрузки, который обозначен на шильде аппарата в графе ПН 100%. Опираясь на цифры в данной графе, эксперт в сварке может представить, будет ли достаточно заявленного производителем тока для решения тех задач, которые стоят перед сварщиком. Если токовые режимы, указанные в графе 100% совпадают или превосходят предполагаемые токи необходимые для выполнения конкретных задач, значит аппарат в процессе работы не будет перегреваться и уходить в защиту.

Для бытового использования высокие значения ПН не столь важны, поскольку для работы по дому аппарат редко используется на пределе своих возможностей, да и нагрузки носят скорее кратковременный характер. Заявленные данные по режиму работы инвертора являются результатами изысканий разработчиков оборудования. Необходимый ПН или ПВ закладывается в расчете при проектировании. В соответствии с поставленной задачей по продолжительности нагрузки инженеры подбирают компоненты сварочного аппарата. В расчет принимается множество нюансов. Например, теплостойкость изоляции проводов, размеры и число охлаждающих радиаторов, номиналы температурных датчиков, места их установки. Инженеры просчитывают наиболее теплонагруженные узлы и проверяют, как они будут влиять на режим работы инвертора в процессе длительной эксплуатации.

Как проверяют ПН/ПВ?

Рассчитать ПН инвертора могут только инженеры на этапе проектирования источника. В условиях лаборатории можно только подтвердить исходные данные, заявленные производителем, либо опровергнуть их. Посчитать ПН конкретного аппарата, опираясь на данные, полученные во время испытаний, можно только условно и очень приблизительно. Существует метод проверки работы ИП. Он обозначен в ГОСТ Р МЭК 60974-1-2012 и подразумевает нагружение источника максимальным током заявленным производителем. Данный способ позволяет подтвердить или опровергнуть заявленные значения режима работы достаточно быстро. Однако он связан с привлечением дополнительных калиброванных приспособлений для имитации работы аппарата под нагрузкой, приборов контроля температуры в определенных точках и т.д. Среди важных параметров данной проверки следует отметить время испытания, которое согласно стандарту должно составлять 10 мин, а также температуру внутри термокамеры в 40 ^оС. Два этих параметра позволяют получить данные с едиными исходными условиями.

Стоит сказать пару слов о том, почему единый стандарт времени и температуры так важен. Некоторые производители в маркетинговых целях стремятся увеличить значение ПН/ПВ и указывают данные для пятиминутного цикла. Например, аппарат с циклом испытаний 5 минут заявляется как инвертор с ПН 40%. По факту, если перевести данное значение в систему координат, регламентированную ГОСТ Р МЭК 60974-1-2012 ПН составит 20% (при цикле 10 мин). Та же история с температурой. В ГОСТе значение данного параметра испытания обозначено в 40 ^оС. Если температуру в термокамере понизить до (20 -25) ^оС , то ПН вырастет в 2 раза и составит 80%. То есть инвертор с реальным ПН 40% при температуре 20^оС сможет простоять под нагрузкой более 8 мин. И при этом не перегреться. Этим «финтом» , кстати, часто пользуются недобросовестные производители сварочного оборудования. Указывая ПН при 20 ^оС или для 5-минутного цикла испытания можно получить гораздо более красивые цифры никак не меняя при этом реальный режим работы инвертора. Поэтому при покупке аппарата нужно уточнять, насколько данные, указанные на инверторе соответствуют требованиям ГОСТ.

На просторах интернета есть множество роликов, где их авторы пытаются продемонстрировать высокую продолжительность нагрузки сварочного оборудования. Аппараты нагружают максимальным током и на протяжении 10 – 20 мин. жгут четырехмиллиметровые электроды. Блогеры доказывают, что испытуемые аппараты вместо ПН 60% ( 6 мин непрерывной работы) могут работать 10 -15мин и более. Значит, по их мнению, аппарат, который они испытывают, обладает ПН100%. Это не так хотя бы потому, что испытания проводятся при комнатной температуре. А иногда и попросту в снегу.

При проверках мы сталкивались с инверторами фактический ПН которых был выше заявленного. Например, вместо заявленных производителем 6-ти минут инвертор в термокамере проводит под нагрузкой 10 мин, что для обывателя будет неоспоримым доказательством, что у этого инвертора ПН 100%. Однако режим работы, заявленный разработчиком, следует соблюдать, поскольку инженеры проверяют теплонагруженность всех элементов конструкции, а не только дорогих узлов, защищенных термозащитой. При длительном режиме испытаний или реальной работе периодическое превышение не рекомендованного ПН может привести к выходу инвертора из строя. В аппарате может обгореть какой-то контакт или просто оплавиться изоляция.

Источник: Aurora Online Channel

Что такое сварочный ток при пв у инверторов

Что такое «ПВ» и на что этот показатель влияет?

ПВ

— это
продолжительность включения сварочного аппарата
, т. е. время его непрерывной работы. Данный показатель является одной из основных характеристик
сварочного инвертора
. ПВ всегда указывается в % исходя из 10-минутного сварочного цикла. Указывается на шильдике на задней панели аппарата. У всех сварочных инверторов (САИ) ПВ на максимальном токе составляет 70% (например, у САИ 220 ПВ составляет 70% именно при токе 220А), т. е. 7 минут аппарат работает, после чего в.теории ему требуется 3 минуты отдыха.

Обычный человек может неправильно понять данный показатель. Они говорят: «Что я успею сварить за 7 минут? А потом ему постоянно надо отдыхать 3 минуты?». НЕТ ! ПВ

показывает продолжительность непрерывной варки. Семь минут варить непрерывно не возможно! Во-первых, потому, что электрод прогорит гораздо быстрее и пока человек меняет электрод, аппарат остывает. Во-вторых, после 3–5 минут процесса сварки обычно возникает необходимость подготовки деталей для дальнейшей работы и проверки сварочного шва — этого времени вполне хватает, чтобы САИ успел остыть. Именно поэтому при работе в бытовых условиях обычно достигается практически 100% ПВ — работа ведется непрерывно и качественного на протяжении всего дня!

Если всё же покупатель хочет приобрести сварочный аппарат, с большим показателем ПВ

, чем 70% (обычно это профессиональные сварщики или люди в возрасте, которые «где-то, что-то» услышали от соседа) ему следует просто рекомендовать покупку аппарата большего номинала, чем он выбрал. Т.к. 70% это на максимальном сварочном токе, при уменьшении значения на регуляторе данный показатель сразу растёт. Т.е., например у САИ 160 ПF3 на 160А составляет 70%, а у САИ 250 на те же 160А будет уже 100%, т. е. непрерывная работа (см. рис. 2).

Всегда обращайте внимание на показатель ПВ

! Он вам может очень сильно помочь в качестве позиционирования САИ. Так, например, что мы можем увидеть при рассмотрении Telwin САИ 165. ПВ на максимальном токе (150А) не указан вообще, есть данные только на 140А и показатель ПВ на этом токе составляет всего 7% (42 секунды. ). Это всего лишь то время из 10-ти минутного lfiacria, которое сварочник на этом токе находится в режиме работы. Неплохое обоснование в нашу пользу, да? Да, тут один человек из тысячи может поспорить по поводу температурных режимов, на которые считаются ПВ (об этом можете прочитать в любом источнике в Интернете). Но всё равно попытка обоснования будет звучать вяло!

Также, например, у аппаратов (Weld hWD-200) и «ДОН» (ДОН-230) реальный показатель ПВ практически в 3 раза ниже, чем заявленный: 13% и 12% соответственно при заявленных 35% на максимальном токе.

Источник

Особенности длины дуги

На выбор и расчет режимов сварки оказывает влияние длина дуги, а именно расстояние от конца стержня до заготовки. Этот критерий зависит от выбранных стержней, обычно он указывается в специальных таблицах.

Стоит отметить! Чтобы получить прочное сварное соединение и качественное проваривание требуется добиться единого значения длины дуги по всей области шва. Для этого требуется опыт и определенные навыки.

Для стержней с диаметром 4 мм показатель длины дуги должен быть 4,5 мм. Сохранить данное состояние в течение сварочного процесса достаточно тяжело. Обычно для этих целей применяются сварочные каретки.

Что такое ПВ сварочного аппарата

У любого сварочного аппарата есть одна важная характеристика — продолжительность включения

, чаще можно встретить именно аббревиатуру «ПВ». Данная характеристика измеряется в процентах и является ничем иным, как отношением времени работы под нагрузкой к времени охлаждения. Все это замеряется при конкретной температуре окружающей среды.

По европейским стандартам ПВ должно указываться при 40°С и 5-минутном интервале. По стандартам стран СНГ при 20°С и 10 минутах. В Беларуси в 95% случаев вы встретите показатель Продолжительности включения, рассчитанный именно при 20°С и 10 минутках.

Что же этот хитрый показатель означает

Если говорить о стандартах СНГ, то ПВ 70% означает, что сварочный аппарат будет работать непрерывно на максимальном токе

7 минут, остальные 3 ему необходимо отдыхать. Естественно, такая логика работает при температуре окружающей среды 20°С.

Выбираем, покупаем

Таблица характеристик для сварки инвертором.
Полезно было бы погуглить и почитать о производителях отечественных и зарубежных, чья продукция предлагается на российском рынке. Главным образом это европейские и азиатские страны.

Оборудование из Азии обычно недорого стоят и весьма приличного качества, за исключением, конечно подделок кустарного производства.

Европейские инверторы отличаются качествами с обязательным прилагательным впереди «высокий»: высокой ценой, высокой надежностью, высоким качеством. Российских аппаратов на рынке мало.

Разберитесь с маркой сварочного кабеля и площадью его сечения. Правильный выбор поможет вам избежать сложностей при перепадах напряжения в сети, если таковые будут происходить во время сварки.

Вторым делом разберитесь с наличием сервисных центров по стране. Если вы живете в городе-миллионнике, центр обслуживания конкретной продукции вряд ли будет для вас проблемой. А вот если вы живете в удаленном регионе, данный вопрос станет для одним из самых важных.

Если по-хорошему, то покупкой одного аппарата вам не обойтись. Обязательно купите сварочную маску со светофильтром. Вам необходимо защитить себя от брызг расплавленного металла и продуктов сгорания материалов.

Но главное – это защита от ультрафиолетового излучения раскаленной дуги. Самый примитивный вариант – маска из пластика и светофильтра, который подбирают в зависимости от силы тока, освещения и вашего зрения.

Вариант подороже и намного более комфортный – маска со светофильтром типа «Хамелеон», которые автоматически меняют свои характеристики, и которые можно регулировать для окружающего освещения и состояния ваших глаз.

В сети множество таблиц с данными, которые помогут грамотно подобрать светофильтры. Лучше их выбирать на номер больше или меньше. Самым оптимальным решением будет проверка освещенности помещения для работы и вашего зрения.

Ладно, согласны, целый костюм из специальной ткани можно не покупать. Но брезентовый фартук с перчатками – не прихоть, а ваша защита. Рукавицы лучше выбирать из спилка. Обратите внимание на вашу обувь: учтите, что на ноги могут упасть капли расплавленного металла.

Почему важен и одновременно не важен этот показатель

Все эти доводы крайне показательны. Но есть один крайне неприятный нюанс. Многие производители в последнее время, сражаясь за клиента, идут на очень некрасивые уловки. Так, например, многие недобросовестные разработчики прописывают ПВ в 90% или даже 100%, но при этом забывают пометить, что это не на максимальных токах, а на 100 А, например. Печально, но факт, доверять сегодня можно только проверенным маркам, таким как Сварог, EWM или ИТС.

Именно поэтому мы приготовили для вас 4 довода, которые говорят о том, что ориентироваться только на значение ПВ при покупке сварочного аппарата не стоит:

Вы не всегда варите на максимальном токе. А ведь показатель был рассчитан именно для него. Значит, если сварочный процесс идет на более низких токах, то и продолжительность включения можно смело увеличивать, ведь аппарат не так быстро перегреется.
Вы уверены, что вам нужен высокий показатель ПВ? Смотрите, стандартный электрод горит не более минуты. Вам в любом случае придется периодически прерываться, в это время сварочник будет «отдыхать» и остывать, даже низкий ПВ в 30–50% будет незаметен.
Вы в любом случае будете прерывать работу. Ведь невозможно варить целый день и не следить за качеством шва, не проводить его зачистку. А ведь даже половины минуты вполне хватит на то, чтобы оборудование слегка остыло.
Вокруг слишком много ложной информации. Загляните в инструкцию. В ней четко обозначено, каким образом, и при каких условиях производилась оценка продолжительности включения? Нет? Тогда и ориентироваться на этот показатель можно с очень малой долей вероятности.

Вот так и получается, что ПВ сварочного аппарата и важен и нет одновременно. Все это в первую очередь касается бытового использования. Если вы планируете приобрести оборудование для использования на производстве, то и выбирать стоит по совсем иным критериям. В любом случае всем своим покупателям мы рекомендуем присмотреться к российскому бренду «Сварог». Каждый его аппарат проходит предпродажную проверку, на производстве работает целый штат инженеров, следящих за выходным качеством поставляемой продукции. Лучшего соотношения цены и функциональности в любом случае вам не найти, так что заходите в каталог и выбирайте!

Источник

Параметры сварки

Чтобы выполнить правильный выбор режима сварки стоит рассмотреть параметры сварочной технологии. Каждый сварщик должен знать, из каких веществ состоит металла, отличия состава, толщину и вид конструкции. После получения требуемой информации выставляют правильный режим. Имеется много критериев, от которых зависят качественные характеристики работ. По этой причине их разделяют на основные и дополнительные параметры режима сварки.

Основные

Основные параметры режима сварки оказывают влияние на объемы требуемой энергии, а также они определяют ее передачу на металлическую поверхность.

Среди главных показателей сварочной технологии можно выделить:

сила тока;
вид полярности тока;
род тока;
размер диаметра стержней;
показатель длины дуги;
уровень напряжения;
скорость движения вдоль соединения;
число проходов.

Каждый критерий параметр оказывает влияние на свойства формирования соединения. В процессе сваривания можно изменять показатели, это позволит получить более прочный и надежный шов.

Существуют определенные особенности основных параметров, которые необходимо учитывать при проведении сварочных работ:

От показателя силы тока зависит интенсивность расплавления металла. Чем выше данный параметр, тем производительнее сварочный процесс. Если будет установлена высокая сила тока без учета требуемого диаметра электрода, тогда будет отмечаться снижение качественных характеристик шва. А при низком токе происходит обрывание дуги, и в результате этого появятся области с непроварами.
Полярность тока является направлением движения энергии (от катода к аноду и наоборот). Совместно с направлением подбирают ток — он может быть постоянного или переменного типа. Если осуществляется сваривание с использованием постоянного тока с обратной полярностью, то соединение получится глубже на 40 %.
При сваривании расплавляемый материал должен равномерно заполнять соединение. Иначе прочностные характеристики снизятся.

Дополнительные

Однако чтобы режим сварки был правильным, стоит выставить правильные настройки. Но они обычно устанавливаются с учетом дополнительных параметров, среди которых можно выделить:

вылет стержней;
вид материала и толщина покрытия электрода;
температурные показатели свариваемых изделий;
вид расположения элементов;
форма кромок;
степень подготовки поверхности.

Что такое сварочный ток при пв у инверторов

Что такое «ПВ» и на что этот показатель влияет?

ПВ

Если всё же покупатель хочет приобрести сварочный аппарат, с большим показателем ПВ

Всегда обращайте внимание на показатель ПВ

Источник

Влияние тока

Выставляя режим, подбор силы тока делают по таблицам. Ток зависит от толщины свариваемых изделий и сварочной проволоки.
Точную юстировку делают по виду дуги и шва. Необходимо понимать, чем сильнее ток, тем температура под основанием дуги будет выше и это скажется на быстроте сварки.

Режим сварки при сильном токе и чрезмерно тонком сварочном проводе вызовет перегрев и разбрызгивание металла. Если заготовки тонкие, то часто при таком режиме происходит их прожигание.

При слабом токе дуга становится неустойчивой или вовсе обрывается. Шов получается некачественный, появляются непроваренные участки. Такой режим не стоит выбирать.

Необходимо учитывать, что глубина сварочной ванны зависит от вида тока. Если используется аппарат на постоянном токе, то глубина провара у него будет на 15 % больше, чем у переменного.

Сварка в режиме постоянного тока тоже имеет свои особенности. Так, при прямой полярности глубина кратера получается на 40% меньше, чем при использовании обратной полярности.

Прямая полярность – это когда электрод подсоединен к клемме инвертора со знаком «-», а соединяемые изделия к клемме со знаком «+». При обратной полярности все подключается наоборот.

При прямой полярности может применяться электрод с кальциево-фтористой обмазкой, позволяет варить низко и среднеуглеродистую сталь, чугун.

Инверторный режим (обратная полярность) используется, когда необходимо варить низкоуглеродистые и низколегированные стали, тонколистовые детали.

От положения свариваемого стыка в пространстве изменяется и ток. Так, при горизонтальном шве табличные значения рекомендуют уменьшать на 15-20%.

Что такое ПВ сварочного аппарата

У любого сварочного аппарата есть одна важная характеристика — продолжительность включения

Что же этот хитрый показатель означает

Характеристики электрода

Габариты электрода взаимосвязаны с размерами изделий, видом кромок. Если толщина свариваемого сплава равна 3-5 мм, то сварочная проволока должна быть 3-4 мм.

При сваривании толстостенных заготовок требуется делать много проходов. В первый раз проходят электродом диаметром не более 4 мм. При производстве потолочного шва тоже рекомендуют использовать проволоку толщиной не больше 4 мм.

Обычно на упаковке электродов имеется таблица, в которой указывают наиболее предпочтительные режимы. При диаметре 1,5-2 мм рекомендуемый ток сварки 30…45 А, 3 мм – 65…100 А, для 3-4 мм – 100…160 А, и так далее. Разброс связан с видом сварки и толщиной сплава.

При толщинах свариваемого сплава 1-2 мм рекомендуется использование сварочной проволоки диаметром 2-3 мм, при толщине 3-5 мм – 3-4 мм, толщина 4-10 мм – диаметр 4-5 мм, если толщина 12-24 мм, то используют 5-6 мм электрод. Выбирая режим, необходимо учитывать положение детали или шва в пространстве, также на выбор влияет количество проходов.

Почему важен и одновременно не важен этот показатель

Вы не всегда варите на максимальном токе. А ведь показатель был рассчитан именно для него. Значит, если сварочный процесс идет на более низких токах, то и продолжительность включения можно смело увеличивать, ведь аппарат не так быстро перегреется.
Вы уверены, что вам нужен высокий показатель ПВ? Смотрите, стандартный электрод горит не более минуты. Вам в любом случае придется периодически прерываться, в это время сварочник будет «отдыхать» и остывать, даже низкий ПВ в 30–50% будет незаметен.
Вы в любом случае будете прерывать работу. Ведь невозможно варить целый день и не следить за качеством шва, не проводить его зачистку. А ведь даже половины минуты вполне хватит на то, чтобы оборудование слегка остыло.
Вокруг слишком много ложной информации. Загляните в инструкцию. В ней четко обозначено, каким образом, и при каких условиях производилась оценка продолжительности включения? Нет? Тогда и ориентироваться на этот показатель можно с очень малой долей вероятности.

Источник

Важные параметры

Прежде чем начинать работу, надо понимать, с какими величинами предстоит иметь дело. Основные параметры, влияющие на режим сварки:

сила, вид и полярность в случае применения постоянного тока;
напряжение электрической дуги;
толщина сварочной проволоки;
количество проходов;
скорость сварки.

Второстепенными факторами, влияющими на характеристики соединения, можно назвать состояние свариваемых деталей, форму кромок, марку, тип и толщину обмазки электрода. Определенное влияние оказывает выбор вида сварочного шва.

Самым ответственным является расчет режимов при автоматической сварке. Часть характеристик выставляют по готовым таблицам, а часть приходится определять по формулам, заложенным в инструкциях на аппаратуру. Каждому оборудованию соответствуют свои таблицы, отработанные опытным путем.

Угол наклона электрода

К понятию режима сварки относится угол наклона электрода. Во время работы электрод относительно шва располагается с отклонением от нормали примерно на 10 градусов в любую сторону. От положения сварочной проволоки относительно стыка заготовок зависит глубина и ширина шва.

Если сварку производят углом вперед, то глубина уменьшается, а шов становится шире. Это связано с тем, что дуга как бы нагоняет волну расплава перед собой, через которую приходится расплавлять металл изделия.

Если выбран режим сварки углом назад, то расплав выгоняется в конец ванны. Электрическая дуга воздействует непосредственно на свариваемые изделия. Этот режим электродуговой сварки делает более глубокое проплавление стыка и одновременно уменьшает ширину соединения.

Длина рабочей части электрода тоже имеет значение. Чем он длиннее, тем сильнее он разогревается и расплавляется, что уменьшает ток, соответственно уменьшается глубина ванны. Особенно это проявляется при использовании тонкой сварочной проволоки.

Длина дуги и качество шва

Длина дуги влияет на качество соединения. Важно, чтобы она была одинаковой на всем протяжении шва, расстояние между концом сварочной проволоки и гранью детали должно равняться ее толщине.

Режим сварки при слишком короткой дуге приводит к прожигу или прилипанию электрода. Режим при длинной дуге вызывает ее гашение и непровары. Контроль длины дуги можно осуществлять по издаваемому ею звуку.

Оптимальной считается ширина сварного шва равная 1,5-2 диаметрам проволоки. При этом должен образовываться небольшой валик по линии соединения без наплывов от расплавленного электрода. Оптимальный шов зависит от скорости сварки, толщины изделия и ширины шва.

Режим сварки, при котором держак с электродом движется очень медленно, приводит к чрезмерному накоплению в сварочной ванне жидкого металла, который будет расплескиваться и препятствовать нормальному провару стыка.

Слишком быстрое перемещение держака вдоль шва приведет к непровару, он может потрескаться или деформироваться после остывания.

Если будет образовываться ванночка шириной в 1,5-2 диаметра проволоки, глубиной до 6 мм и длиной 10-30 мм, то это говорит об оптимальной скорости сварки для данного конкретного материала и вида соединения.

Расчет номинального тока фотоэлектрических модулей

В моей предыдущей статье о фотоэлектрических (PV) системах («Плюсы и минусы расчета фотоэлектрических систем» в выпуске за июль 2012 г.) я рассмотрел методы расчета изменений напряжения из-за изменений температуры, которые имеют решающее значение для проектирования системы. Что касается электрической мощности фотоэлектрических модулей, другой набор расчетов основан на величине тока, производимого модулями. В этой статье я рассмотрю различные номинальные токи фотоэлектрических модулей и покажу вам, как правильно рассчитать значения тока в соответствии с требованиями NEC, а также вытекающие из этого требования к устройствам защиты от перегрузки по току (OCPD) и проводникам. размер.

Одна из первых вещей, которую нужно понять, это то, что ток, производимый фотоэлектрическими модулями, ограничен по току и напрямую зависит от интенсивности солнечного света. Фотомодули указаны с двумя значениями тока: ток короткого замыкания (I _sc) и ток максимальной мощности (I _mp). Как представлено и подробно описано в июльской статье, Рис. 1 представляет собой представление характеристик тока и напряжения типичного фотоэлектрического модуля. На этом графике, известном как ВАХ, ток показан по оси Y, а напряжение по оси X.

Рис. 1. Типичная ВАХ, показывающая зависимость выходного тока модуля от выходного напряжения.

Что касается соответствия NEC, давайте сосредоточимся на значении Isc. Почему? Если есть неисправность в электропроводке фотоэлектрических модулей, модули могут закоротиться, и проводники/защита от перегрузки по току должны должным образом проводить ток и прерывать его. Кроме того, если интенсивность солнечного света превышает значение стандартного условия испытаний (STC) 1000 Вт/м ² , то величина тока, вырабатываемого модулем, может фактически превышать указанные значения.

Размер отдельных ячеек в модуле напрямую влияет на величину производимого тока; чем больше ячейка, тем больший ток можно произвести. В кристаллических модулях величина создаваемого напряжения составляет ~ 0,5 В на ячейку, независимо от размера. Следовательно, производители модулей должны размещать несколько ячеек последовательно, чтобы получить желаемые значения напряжения и тока от своих модулей. В дополнение к физическому размеру количество тока, вырабатываемого фотоэлементами, зависит от интенсивности солнечного света. Это означает, что фотоэлектрические модули не могут обеспечить неограниченный ток при возникновении сценария короткого замыкания, что является важным фактором при расчете размеров проводника и OCPD.

Расчет максимального тока

Чтобы начать процесс определения размеров проводников и OCPD, обратитесь к гл. 690,8 в НЭК. В 2011 году этот раздел был значительно переработан с целью уточнения необходимых расчетов. Хотя этот раздел был изменен, фактическая методология, используемая для расчета и применения текущих значений к фотоэлектрическим системам, остается совместимой с предыдущими циклами Кодекса.

Первый рассматриваемый расчет — это то, что в Кодексе называется максимальным текущим значением PV. сек. 690.8(A) детализированы различия между максимальным током в цепи источника и в цепи выхода. Поэтому вам нужно определить, с какой схемой вы имеете дело, чтобы правильно применить расчеты. Цепь источника состоит из проводников, которые подключаются непосредственно к модулям до того, как будут выполнены какие-либо параллельные соединения. Типичный фотоэлектрический массив будет состоять из нескольких модулей, соединенных последовательно, образуя цепочку модулей. Проводники, присоединенные к такой гирлянде, являются проводниками цепи источника. Если присутствует несколько строк, они размещаются параллельно в блоке сумматора — либо в месте расположения массива, либо в месте расположения инвертора. Проводники, выходящие из коробки сумматора, считаются проводниками выходной цепи. Рисунок 2 (щелкните здесь, чтобы увидеть рисунок 2) помогает проиллюстрировать расположение и обозначения проводников.

Чтобы рассчитать максимальный ток цепи источника, Кодекс требует умножить номинальное значение Isc на 125%. Этот множитель учитывает повышенные значения освещенности и способность модуля производить ток, превышающий номинальный. Таким образом, в соответствии с 690.8(A)(1) одна цепочка фотоэлектрических модулей со значением Isc 8,74 А каждый будет рассчитываться следующим образом: 8,7 А × 1,25 = 10,9А.

Если бы три группы этих модулей были соединены параллельно в объединительном блоке, максимальный ток выходной цепи, как указано в 690.8(A)(2), был бы рассчитан путем умножения значения модуля I _sc на 1,25-кратное число цепочек, расположенных параллельно: 8,7 × 1,25 × 3 = 32,7 А.

690,98(A)(3) — это определение максимального выходного тока инвертора. Как и фотоэлектрические модули, инверторы, используемые в фотоэлектрических системах, имеют ограничение по току. Таким образом, максимальный ток определяется как максимальный номинальный ток, указанный производителем инвертора. Эта информация публикуется производителями и не требует дополнительных поправочных коэффициентов, поскольку ток находится на выходе инвертора и не зависит от изменений условий окружающей среды. Окончательный максимальный ток, определенный в 690,8 (А) для автономных (на батарейках) входных цепей инвертора.

Эти расчеты относительно просты, и им легко следовать. В следующем разделе кода, 690.8(B), большинство людей начинают путаться. Эта часть Кодекса, обновленная в 2011 году, охватывает требования к устройствам защиты от перегрузки по току и размерам проводников. Первая часть 690.8 определяет номинальные характеристики устройства перегрузки по току. Прежде чем углубляться в эти детали, давайте быстро перейдем к 690.9, чтобы определить, когда OCPD требуются в фотоэлектрических системах.

Требования OCPD

Когда вы смотрите на 690.9, общее правило заключается в том, что фотоэлектрические цепи должны быть защищены, как и любые другие электрические цепи, как того требует ст. 240. Однако при чтении раздела в Исключении перечислены сценарии, в которых OCPD не требуются для цепей источника фотоэлектрических модулей. Для систем прямого подключения к сети наиболее применимо Исключение (b). Чтобы соответствовать этому исключению, проводники цепи источника не могут подвергаться воздействию
. внешние источники тока, которые превышают их допустимую нагрузку или максимальное значение OCPD, указанное производителем модуля, известное как номинал плавкого предохранителя модуля. Когда вы разбираете это исключение, общее эмпирическое правило таково: для фотоэлектрических установок с прямым подключением к сети (системы, которые не включают батареи), которые имеют только одну или две параллельные цепочки, OCPD не требуются для защиты цепей источника. Причина в том, что фотоэлектрические модули являются устройствами с ограничением по току. Поскольку сетевые инверторы не могут подавать ток обратно в модули, нет источника тока для любого набора проводников, который превышал бы допустимую нагрузку проводников. Даже при параллельном подключении двух цепочек одна цепочка не может входить в другую и превышать максимальное значение OCPD, указанное производителем модуля. Как только вы превысите две строки, вам, как правило, понадобятся OCPD. Это связано с тем, что в случае неисправности в какой-либо одной цепочке источники тока, внешние по отношению к этой цепочке, могут превысить номинал последовательных предохранителей и мощность проводника. Конечно, есть исключения из этого правила. Тем не менее, общее правило можно безопасно применять ко всем фотоэлектрическим системам с прямым подключением к сети. Если в систему будут введены батареи, вам потребуется установить OCPD на каждую цепочку модулей. Это связано с тем, что батареи являются внешним источником тока, который может быть отброшен обратно к модулям в случае неисправности.

Учитывая этот набор условий в 690.9, давайте вернемся к 690.8 и оценим рейтинги OCPD с пониманием того, что они не всегда необходимы. В своих примерах я буду продолжать использовать массив PV с тремя параллельными последовательностями, чтобы проиллюстрировать требования 690. 8.

В 690.8(B) NEC требует, чтобы ток в фотоэлектрических цепях считался непрерывным. Это означает, что цепи способны отдавать ток более трех часов. Поэтому для правильного определения рейтингов этих ОКПД по данным 690.8(B)(1)(a), вам нужно будет умножить максимальный непрерывный ток на 125 %, чтобы убедиться, что OCPD не пропускает более 80 % своего номинального значения. Это поправочный коэффициент, с которым знакомы большинство электриков и проектировщиков электротехники, и который они применяют на регулярной основе. Стоит отметить, что этот второй поправочный коэффициент находится поверх первого, примененного в 690.8(A). В разговоре с людьми, знакомыми с фотоэлектрическими системами, это часто называют правилом 156%, поскольку 1,25 × 1,25 = 1,56. Это означает, что размер OCPD должен быть не менее 156% от номинального значения Isc модуля.

690.8(B)(1) содержит еще три требования к размерам OCPD. Вы должны соблюдать требования к температуре терминала, как описано в 110. 14(C). Для этого вам необходимо проверить ограничения клемм для держателей предохранителей, к которым вы подключаете проводники. Объединительные коробки, изготовленные для фотоэлектрических систем, будут включать клеммы с номиналом не менее 75°C. Если OCPD размещаются в среде с температурой выше 40°C (104°F), вам необходимо использовать поправочные коэффициенты, указанные производителями OCPD, для корректировки рейтинга OCPD. 690.8(B)(1) завершается тем, что позволяет оценивать OCPD в соответствии с 240.4(B), (C) и (D).

Чтобы определить минимальную OCPD, необходимую для исходных цепей в данном примере трех цепочек, размещенных параллельно, сначала необходимо понять, что все три цепочки должны иметь OCPD, прежде чем они будут размещены параллельно. Чтобы определить минимальное значение OCPD, максимальный ток цепи источника, рассчитанный в 690,8(A)(1), необходимо умножить на 125 %: 10,9 A x 1,25 = 13,6 A.

Применяя 690.8(B)(1)(d), минимальным OCPD может быть предохранитель на 14 А. Изготовитель модуля также указывает максимальный номинал предохранителей серии. Это значение определяет максимальный размер OCPD, который можно использовать — обычно модули имеют предохранители номиналом 15 или 20 А. Таким образом, если бы модули, используемые в этой системе, имели номиналы предохранителей серии 15А, то OCPD, размещенные в блоке сумматора, могли бы быть либо 14А, либо 15А. В 690.9(C) стандартные значения для OCPD, используемых в цепях фотоэлектрических источников, должны рассматриваться с шагом 1 А до 15 А. В этом сценарии большинство установщиков выберет вариант на 15 А, учитывая их возможность легко приобрести предохранитель с таким номиналом.

Если используется объединительная коробка, которая является внешней по отношению к инвертору, то для выходной цепи фотоэлектрического модуля также потребуется OCPD, поскольку Исключение в 690.9 применяется только к фотоэлектрическому модулю или проводникам цепи источника. Следовательно, если три цепочки соединены параллельно, номинал OCPD выходной цепи будет рассчитываться как: 32,7 А × 1,25 = 40,8 А.

Опять же, применяя 690.8 (B) (1) (d), это приведет к минимальному рейтингу OCPD 45A. Для объединительных коробок, встроенных в инверторы, проводка выходной цепи считается частью перечисленного оборудования и включена в список продукта.

Размер проводника

Последняя часть 690.8 предназначена для определения надлежащего размера проводника на основе максимального тока, условий использования и OCPD (рассчитанного ранее). Этот раздел Кодекса также был обновлен в 2011 году, что значительно прояснило требования.

В первой части, 690.8(B)(2)(a), вы должны убедиться, что размер проводника такой, что его допустимая нагрузка составляет не менее 125% от максимального тока или 156% от номинального тока короткого замыкания без каких-либо условий. применения. Это та же методология, которая используется для определения минимального OCPD. Еще одним соображением при выборе проводников являются ограничения по температуре клемм. Фотоэлектрические системы обычно устанавливаются с 90°C, но когда эти проводники подключены к клеммам, рассчитанным на 75°C, допустимая нагрузка проводника ограничивается значением при 75°C. Для этого необходимо посмотреть столбец 75°C в таблице 310.15(B)(16), чтобы определить минимальный размер проводника.

Таким образом, в нашем примере для цепей фотоэлектрического источника, подключенных к клеммам, рассчитанным на 75 °C, минимальный проводник определяется тем же значением тока, которое требуется OCPD — 13,6 А. Это приведет к минимальному размеру проводника 14 AWG с номиналом 20 А в столбце 75 ° C и возможностью размещения на 15 А OCPD.

Для выходной цепи фотоэлектрических модулей потребуется проводник с номинальным током не менее 40,8 А при температуре 75°C или проводник 8AWG.

Последней проверкой будет сравнение допустимой нагрузки проводников с максимальным значением тока [I _sc × 1,25, как определено в 690.8(A)] с примененными условиями использования — поправочными коэффициентами для заполнения кабелепровода и повышенных температур. Фотоэлектрические проводники могут подвергаться воздействию экстремальных температур из-за проводников, проложенных по крышам, на чердаках и снаружи зданий. Все эти сценарии могут значительно увеличить температуру, которой подвергаются проводники, и снизить общую допустимую нагрузку.

Многие разработчики фотоэлектрических систем используют данные ASHRAE для определения температур, на которых основываются поправочные коэффициенты. Группа под названием Solar America Board for Codes and Standards (Solar ABCs) создала интерактивную карту для Соединенных Штатов, которая находится в отчете об ускоренном процессе выдачи разрешений в разделе «Публикации» на ее веб-сайте (solarabcs.org).

Чтобы правильно применить условия использования, определите, где проводники будут подвергаться наибольшему воздействию тепла, и количество токонесущих проводников в кабелепроводе. Когда проводники проложены в круглых лотках, подвергающихся воздействию солнечного света на крышах, Кодекс требует, чтобы вы добавляли к значению температуры окружающей среды на основе высоты проводника от поверхности крыши, как указано в Таблице 310.15 (B) (3) (c). Это может привести к значительному нагреву проводников, что приведет к увеличению размеров проводников для компенсации потери мощности. Существуют исключения из этого температурного сумматора, основанные на длине открытой дорожки качения по отношению ко всей цепи.

В нашем примере, если бы цепи фотоэлектрических источников были проложены в ЕМТ вдоль крыши перед блоком сумматора, вам пришлось бы добавить к температуре окружающей среды, а также компенсировать дополнительные температуры на крыше. Для массива, расположенного в Сакраменто, Калифорния, со всеми шестью токонесущими проводниками в ЕМТ на расстоянии 3 дюйма от поверхности крыши, вы должны использовать следующие поправочные коэффициенты:

• Температура окружающей среды по данным ASHRAE: 37°C.

• 310.15(B)(3)(a), поправка на более чем три токоведущих
проводники в кабелепроводе: 0,80.

• 310.15(B)(3)(c), регулировка температуры окружающей среды для круглых дорожек качения, подвергающихся воздействию солнечного света: 22°C дополнительно к температуре окружающей среды, в результате чего эффективная температура составляет 59°C.

• 310.15(B)(2)(a), поправочный коэффициент температуры окружающей среды для проводников с температурой 90°C, подвергающихся воздействию температуры 59°C: 0,71.

Применив эти значения к проводнику 14AWG, выбранному в начале этого процесса, вы получите провод со следующей силой тока:
25 А × 0,8 × 0,71 = 14,2 А.

Примечание : В примере используются номинальные значения проводника при температуре 90°C, поскольку в этот момент нас интересует допустимая нагрузка фактического проводника — номинальные значения клемм не учитываются при этой оценке.

Эта сила тока должна быть больше, чем максимальный ток, рассчитанный по 690,8 (А), или I _sc × 125%. В этом случае максимальный ток составляет 10,9 А, а допустимая нагрузка проводника в зависимости от условий эксплуатации превышает это значение. Окончательная проверка заключается в проверке размера проводника в 690.8(B)(2)(c), обеспечивая надлежащую защиту проводника OCPD. Если предохранители на 15 А расположены в коробке сумматора, то предохранитель на 15 А допускается для защиты проводника с исправленной силой тока 14,2 А согласно 690. 8(B)(1)(d) и 240.4(B), так как это следующий легкодоступный OCPD.

Выходные цепи фотоэлектрических модулей будут оцениваться аналогичным образом, применяя особые условия использования и проверяя, что результирующая токовая нагрузка проводника превышает рассчитанный максимальный ток.

Как видно из этих примеров, определение размеров проводника и OCPD — не шутка — эта задача требует отдельного рассмотрения. Кроме того, конструктивные решения, такие как место размещения коммутационных коробок, влияют на размер проводника, а также оказывают влияние на такие элементы, как разъединители, и требования к установке, связанные с этими компонентами. В следующей статье мы оценим эти ситуации и поможем определить плюсы и минусы таких дизайнерских решений.

Мэйфилд — руководитель компании Renewable Energy Associates, Корваллис, штат Орегон. Связаться с ним можно по адресу [email protected].

Как прочитать технические характеристики солнечной панели?

Дом
Руководства для покупателей
Как читать спецификации солнечных панелей

Стандартные условия испытаний (STC)

Для обеспечения возможности сравнения между различными панелями рабочие характеристики всех панелей указаны в соответствии с набором условий, используемых в отрасли, которые называются стандартными условиями испытаний (т. е. температура ячейки 25 °C и освещенность 1000 Вт/м2 при воздушной массе 1,5 [AM1,5] спектр). Эти условия крайне маловероятны в реальной жизни.

Нормальная рабочая температура ячейки (NOCT)

NOCT обеспечивает более низкую номинальную мощность, но более реалистичную. Таким образом, вместо 1000 Вт/м2 используется 800 Вт/м2, что ближе к достаточно солнечному дню с рассеянными облаками. Он использует температуру воздуха 20°C вместо температуры солнечного элемента и учитывает ветер со скоростью 1 м/с, охлаждающий заднюю часть наклоненной солнечной панели. Это применимо к обычной панели из стекла и алюминия в рамке, установленной на массиве здания или на земле, но не к легкой панели, уложенной горизонтально (которая, очевидно, будет нагреваться сильнее!)

Номинальные выходные характеристики

Напряжение холостого хода (Voc)

Напряжение холостого хода — это максимальное напряжение, которое солнечная панель может вырабатывать без нагрузки (т. е. измеряется мультиметром на открытых концах проводов, подключенных к панель). Если две или более панелей соединены последовательно, это будет Voc панели 1 + Voc панели 2 и т. д. Напряжение обычно самое высокое в середине утра, когда солнце быстро восходит, а температура панели все еще довольно низкая.
Voc + приблизительно 3,5 процента должно быть меньше максимального солнечного напряжения, разрешенного контроллером солнечного заряда . Некоторые контроллеры отключаются при превышении этого значения, в то время как некоторые могут продолжать работать, но срок службы контроллера может быть снижен или это может привести к немедленному выходу устройства из строя.

Ток короткого замыкания (Isc)

Ток короткого замыкания — это ток, вытекающий из панели при замыкании положительного и отрицательного проводов. Ток можно измерить, пропуская ток через мультиметр, настроенный на измерение силы тока (это не наносит вреда панели, но необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать искрения).
Isc + 20% рекомендуется для определения требуемой пропускной способности по току совместимого контроллера солнечного заряда. Это самый высокий ток, который солнечные панели будут производить в стандартных условиях испытаний — обратите внимание, что при ясном небе, в полдень летом и при наклоне панели к солнцу вы можете получить значительно больший ток.

Напряжение при максимальной мощности (Вмп)

Напряжение при максимальной мощности — это напряжение, при котором выходная мощность является наибольшей. Это фактическое напряжение, которое вы хотите видеть, когда оно подключено к контроллеру MPPT в стандартных условиях тестирования. На практике фактическое значение Vmp будет меняться в течение дня, а также в зависимости от температуры, затенения, загрязнения поверхности панели и т. д. Вы можете измерить это напряжение с помощью мультиметра на клеммах солнечного входа контроллера MPPT в режиме объемного заряда.

Ток при максимальной мощности (имп)

Имп — это ток (ампер), когда выходная мощность является наибольшей. Это фактическая сила тока, которую вы хотите видеть, когда он подключен к контроллеру MPPT в стандартных условиях испытаний в режиме объемного заряда. Фактический ток зависит от силы солнца на панели. Обратите внимание, что ток, который получит ШИМ-контроллер, немного выше, чем у Imp в стандартных условиях испытаний.

Точка максимальной мощности (Pmax)

Pmax — это оптимальная точка выходной мощности солнечной панели, где комбинация вольт и ампер приводит к наибольшей мощности (вольты x амперы = ватты).
«Умный» внутри контроллера MPPT периодически измеряет напряжение на панели при различных нагрузках, а затем регулирует входную цепь солнечной батареи, чтобы сбалансировать напряжение и силу тока и максимизировать выходную мощность в режиме объемной зарядки. Мощность, указанная для солнечной панели, представляет собой Pmax, где Pmax = Vmp x Imp при стандартных условиях испытаний.

Добро пожаловать на наш сайт. Если вы продолжаете просматривать и использовать этот веб-сайт, вы соглашаетесь соблюдать и соблюдать следующие условия использования, которые вместе с нашей политикой конфиденциальности регулируют отношения Solar 4 RVs с вами в отношении этого веб-сайта. Если вы не согласны с какой-либо частью этих условий, пожалуйста, не используйте наш веб-сайт.

Термин «Solar 4 RVs» или «нас» или «мы» относится к владельцу веб-сайта, зарегистрированный офис которого . Наш ABN — 12 126 817 318. Термин «вы» относится к пользователю или зрителю нашего веб-сайта.

Использование этого веб-сайта регулируется следующими условиями использования:

Содержание страниц этого веб-сайта предназначено только для вашего общего ознакомления и использования. Он может быть изменен без предварительного уведомления.
Ни мы, ни какие-либо третьи лица не дают никаких гарантий в отношении точности, своевременности, производительности, полноты или пригодности информации и материалов, найденных или предлагаемых на этом веб-сайте, для какой-либо конкретной цели. Вы признаете, что такая информация и материалы могут содержать неточности или ошибки, и мы прямо исключаем ответственность за любые такие неточности или ошибки в максимально разрешенной законом степени.
Вы используете любую информацию или материалы на этом веб-сайте исключительно на свой страх и риск, за который мы не несем ответственности. Вы несете личную ответственность за то, чтобы любые продукты, услуги или информация, доступные на этом веб-сайте, соответствовали вашим конкретным требованиям.
Этот веб-сайт содержит материалы, которые принадлежат нам или лицензированы для нас. Этот материал включает, помимо прочего, дизайн, компоновку, вид, внешний вид и графику. Воспроизведение запрещено, кроме как в соответствии с уведомлением об авторских правах, которое является частью этих условий.
Все товарные знаки, воспроизведенные на этом веб-сайте, которые не являются собственностью оператора или лицензии на него, признаются на веб-сайте.
Несанкционированное использование данного веб-сайта может привести к иску о возмещении ущерба и/или стать уголовным преступлением.
Время от времени этот веб-сайт может также содержать ссылки на другие веб-сайты. Эти ссылки предоставлены для вашего удобства, чтобы предоставить дополнительную информацию. Они не означают, что мы поддерживаем веб-сайт(ы). Мы не несем ответственности за содержание связанных веб-сайтов.
Использование вами этого веб-сайта и любые споры, возникающие в связи с таким использованием веб-сайта, регулируются законами Австралии.

4.3. Как измеряется производительность фотоэлектрических систем

В предыдущем разделе мы поняли, как фотоиндуцированный электрический ток генерируется в p-n переходе из-за фотогальванического эффекта. Как мы можем оценить величину этого электрического тока?

Чтобы ответить на этот вопрос, сначала определим движение электронов через запрещенную зону как генерация или светоиндуцированный ток ( I _L ). Следовательно, каждый поглощенный фотон отвечает за вклад одного электрона в ток генерации внутри устройства. Отсюда можно написать:

IL=qNA

(4.1)

где I _L — ток светоиндуцированной генерации, q — заряд электрона, N — число поглощенных фотонов, и A — площадь поверхности полупроводника, подвергаемая воздействию света. Логически мы видим, что чем больше фотонов поглощается, тем выше ток генерации. Кроме того, чем большая площадь полупроводника подвергается воздействию света, тем выше ток генерации. Чтобы не зависеть от размера ячейки, мы можем выразить эту зависимость через плотность тока ( J _L ), который представляет собой ток, нормализованный по площади:

JL=IL/A=qN

(4. 2)

Например, мы можем попытаться использовать это уравнение для оценки плотности тока фотогальванического устройства. соответствует типичному земному световому спектру. Подставляя значения заряда электрона (1,6 x 10 ^-19 Кл) и числа фотонов в поглощаемой области спектра для кристаллического кремния (4,4 x 10 ¹⁷ ) в приведенное выше уравнение, получаем: IL/A=qN= (1,6×10−19)(4.4×1017)=70 mA/cm2MathType@MTEF@5@5@+= feaagKart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVCI8FfYJH8YrFfeuY=Hhbbf9v8qqaqFr0xc9pk0xbb a9q8WqFfeaY=biLkVcLq=JHqpepeea0=as0Fb9pgeaYRXxe9vr0=vr 0=vqpWqaaeaabiGaciaacaqabeaadaqaaqaaaOqaaiaadMeadaWgaa WcbaGaamitaaqabaGccaGGVaGaamyqaiabg2da9iaadghacaWGobGa eyypa0JaaiikaiaaigdacaGGUaGaaGOnaiabgEna0kaaigdacaaIWa WaaWbaaSqabeaacqGHsislcaaIXaGaaGyoaaaakiaacMcacaGGOaGa aGinaiaac6cacaaI0aGaey41aqRaaGymaiaaicdadaahaaWcbeqaai aaigdacaaI3aaaaOGaaiykaiabg2da9iaaiEdacaaIWaGaaeiiaiaa b2gacaqGbbGaae4laiaabogacaqGTbWaaWbaaSqabeaacaaIYaaaaa aa@57D1@

(4. 3)

Это максимальная плотность тока, которую можно было бы ожидать от кремниевого элемента, если бы не было потерь и если бы все внешние электроны идеально передавались по цепи. В действительности имеют место потери тока, поэтому фактическая измеренная плотность тока будет меньше идеального значения (Markvart, 2000).

Теперь давайте посмотрим, как можно оценить напряжение солнечной батареи. Максимальное напряжение солнечного элемента определяется шириной запрещенной зоны полупроводника. Электростатическая энергия, доступная из-за разделения электронов и дырок, не может превышать энергию запрещенной зоны; в противном случае произошла бы рекомбинация. Напряжение ячейки ( В ) верхний предел поэтому устанавливается следующим выражением:

В = Egap /q

(4.4)

Численно максимальное напряжение в вольтах равно энергии запрещенной зоны в электрон-вольтах. Например, максимальное напряжение для кремниевого солнечного элемента составляет В _max = 1,1 В

Как и при максимальном токе, максимальное напряжение практически никогда не достигается из-за потерь и технологических ограничений. Однако в целом, исходя из уравнения (4.4), полупроводники с большей шириной запрещенной зоны действительно производят более высокое напряжение (Markvart, 2000).

Резюме : максимальный электрический ток солнечного элемента определяется током генерации, а максимальное напряжение солнечного элемента определяется шириной запрещенной зоны материала.

В приведенном выше описании для простоты мы предполагали, что все фотоны (с энергией выше ширины запрещенной зоны), достигающие поверхности, поглощаются и передают свою энергию электронам. Это было бы идеально и дало бы нам идеальный ток генерации. На самом деле поглощение фотографий полупроводниками зависит от материала и контролируется коэффициент поглощения . Это важное свойство, которое необходимо учитывать, поскольку оно напрямую влияет на скорость генерации носителей заряда.

Задание по чтению

Коэффициент поглощения / PVEducation.org

Скорость генерации / PVEducation. org

Роль коэффициента усвоения хорошо объясняется в этих статьях. Прочтите его, чтобы понять, как коэффициент поглощения влияет на скорость генерации и как он меняется с глубиной полупроводникового материала.

К этому моменту мы уже поняли, что ключевыми параметрами, описывающими работу солнечного элемента, являются плотность тока и напряжение элемента . Мы рассмотрели их происхождение — как они развиваются в клетке из-за фотогальванического эффекта, и рассмотрели некоторые факторы, влияющие на этот процесс. Теперь мы приступим к изучению ВАХ (также известной как кривая производительности) и посмотрим, как она получается и о чем говорят нам различные части этой кривой.

Используя обозначения электрических цепей, солнечный элемент можно представить в виде диода, представляющего собой p-n переход.

Рисунок 4.4. Эквивалентная схема солнечного элемента.

Авторы и права: Марк Федкин

Ток через диод ( I _o ) представляет собой обменный ток, присутствующий, когда элемент находится в темноте. Это малый ток по сравнению со световым током ( I _L ), который проходит через внешнюю нагрузку. Чистый ток представляет собой разницу между световым и темновым токами, или включает уравнение диода Шокли:

I=IL−Io[exp(qVkT)−1]

(4.5)

где В — напряжение на ячейке, q — заряд электрона, k — постоянная Больцмана, Тл — абсолютная температура. Это основное уравнение, описывающее зависимость между напряжением и током в работающем солнечном элементе. Если мы построим график зависимости напряжения ячейки от тока (или плотности тока), то получим кривую, которая в целом выглядит следующим образом (рис. 4.5):

Рис. 4.5. Пример ВАХ работающего фотоэлектрического модуля.

Авторы и права: Марк Федкин

На этой кривой следует отметить несколько важных условий. Мы видим, что при токе, равном нулю, ячейка имеет самое высокое напряжение. Поскольку тока нет, ячейка не производит никакой работы, но величина напряжения указывает на способность ячейки совершать работу. Это напряжение холостого хода (V _oc или OCV) . OCV является очень важной характеристикой любого гальванического элемента (включая солнечные элементы) и зависит от материала элемента. Перестроив уравнение (4.5) и установив чистый ток равным нулю, мы можем выразить напряжение холостого хода следующим образом:

Voc=kTqln(ILIO+1)

(4.6)

При нулевом напряжении элемента ток элемента достигает некоторого максимального предельного значения, которое называется током короткого замыкания ( I _sc ). Это кинетический параметр, который показывает максимальный ток, который способна генерировать ячейка. Это зависит от количества фотонов, поглощаемых материалом, оптических свойств клетки и ее размера. Вы можете себе представить, что если интенсивность солнечного света по какой-либо причине уменьшится, мы увидим уменьшение тока короткого замыкания для конкретного устройства. В идеальном случае ток короткого замыкания равен световому току: I _sc = I _L .

В любой точке этой кривой (на рис. 4.5) мы можем определить выходную мощность следующим образом:

P=I×V

(4.7)

ток и напряжение, соответствующие этой точке, определяются как напряжение максимальной мощности ( В _mp) и ток ( I _mp):

диаграмма на рис. 4.5. синими пунктирными линиями. Они характеризуют условия, при которых ячейка вырабатывает наибольшую выходную мощность. Этот момент важен, потому что именно здесь обычно определяется эффективность ячейки.

В точке максимальной мощности мы также можем определить характеристическое сопротивление ячейки ( R _ch ). Если сопротивление внешней нагрузки равно Ом _ч , то в нагрузку передается максимальная мощность. Характеристическое сопротивление можно определить по закону Ома:

Rch=Vmp/Imp

(4.9)

Следующим термином, который нам нужно определить, когда речь идет о выходной мощности ячейки, является коэффициент заполнения (ФФ). Пожалуйста, обратитесь к следующему чтению, чтобы узнать о коэффициенте заполнения.

Задание по чтению

Фактор заполнения / PVEducation.org

Вы также можете попробовать предоставленные калькуляторы FF, которые используют уравнения, описанные на этом веб-сайте.

Как вы должны были заметить из чтения, коэффициент заполнения может быть рассчитан следующим образом из параметров производительности элемента:

FF=ImpVmpIscVoc

(4.10)

Коэффициент заполнения является удобной метрикой для характеристики производительности солнечного элемента. . Для хорошо работающих ячеек FF>0,7. Типичные параметры монокристаллического кремниевого солнечного элемента таковы (Kalogirou, 2009).):

J _SC = 32 мА/см2

V _OC = 0,58 В

V _МП = 0,47 В

FF = 0,72

= 0,47 В

FF = 0,72

9494949499499999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999699996999009. = 2273 мВт

На основе уравнения (4.10) можно легко найти максимальную выходную мощность фотоэлектрической системы с помощью уравнения (4.11), если известны напряжение холостого хода, ток короткого замыкания и коэффициент заполнения.

Pmax=VocIsc(FF)MathType@MTEF@5@5@+= feaagKart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVCI8FfYJH8YrFfeuY=Hhbbf9v8qqaqFr0xc9pk0xbb a9q8WqFfeaY=biLkVcLq=JHqpepeea0=as0Fb9pgeaYRXxe9vr0=vr 0=vqpWqaaeaabiGaciaacaqabeaadaqaaqaaaOqaaiaadcfadaWgaa WcbaGaciyBaiaacggacaGG4baabeaakiabg2da9iaadAfadaWgaaWc baGaam4BaiaadogaaeqaaOGaamysamaaBaaaleaacaWGZbGaam4yaa qabaGccaGGOaGaamOraiaadAeacaGGPaaaaa@4390@

(4.11)

The I-V characteristic is a convenient tool to explore the effect of various external variables on the cell performance. Что произойдет с выходом модуля при повышении температуры? Что делать, если интенсивность света падает из-за облаков? Если ячейка повреждена или имеет плохой контакт с токосъемниками, как это отразится на кривой производительности? Узнайте об этих эффектах из следующих материалов:

Задание по чтению

Каждая из следующих ссылок приведет вас на веб-страницу PVEducation, на которой описывается определенное влияние на производительность солнечной батареи. Прочитайте и отметьте, какие события во время работы ячейки могут вызвать эти отрицательные (паразитические) или положительные эффекты (PVEducation.org).

Влияние температуры

Влияние интенсивности света

Влияние сопротивления

Проверьте свои знания — вопрос 4 (эссе) точка максимальной мощности.

R _ch =

Проверьте свое понимание – вопрос 5 (сочинение)

Найдите максимальную выходную мощность фотоэлектрической системы, если напряжение холостого хода равно 0,6 В, ток короткого замыкания равен 0,32 А, а коэффициент заполнения 0,8.

P _max =

Проверьте свое понимание — вопрос 6 (несколько вариантов ответа)

Упражнение: Характеристики фотогальванических солнечных элементов

утвержденная версия (09март 2022 16:42) доступен.

Содержание

Деятельность: Характеристики фотогальванических солнечных элементов — ADALM1000
- Цель:
- Примечания:
- Фон:
  - Шунтовое сопротивление (Rsh) и последовательное сопротивление (Rs)
  - ВАХ для модулей
  - Материалы:
  - Направления:
  - Настройка оборудования:
  - Процедура:
  - Вопросы:
  - Дополнительные вопросы:
  - Приложение: Источники солнечных панелей
  - Приложение: Шунтирующие регуляторы:

Цель:

Целью этой лабораторной работы является изучение и измерение характеристик выходного напряжения и тока фотоэлектрической солнечной панели и разработка эквивалентной электрической модели для использования в компьютерном моделировании.

Примечания:

Как и во всех лабораториях ALM, мы используем следующую терминологию при описании подключений к разъему M1000 и настройке оборудования. Заштрихованные зеленым прямоугольники обозначают подключения к разъему аналогового ввода-вывода M1000. Выводы канала аналогового ввода/вывода обозначаются как CA и CB. При настройке на форсирование напряжения/измерения тока добавляется V , как в CA- V , или при настройке на форсировку тока/измерение напряжения добавляется -I, как в CA-I. Когда канал сконфигурирован в режиме высокого импеданса только для измерения напряжения, -H добавляется как CA-H.

Следы осциллографа аналогичным образом обозначаются по каналу и напряжению/току. Например, CA- V , CB- V для сигналов напряжения и CA-I, CB-I для сигналов тока.

Фон:

Солнечный элемент представляет собой полупроводниковый диод с PN-переходом, как показано на рисунке 1. Большая площадь поверхности, показанная голубым цветом, подвергается воздействию энергии падающего света. Солнечные элементы обычно покрывают антибликовым материалом, чтобы они поглощали максимальное количество световой энергии. Обычно к ячейке не применяется внешнее смещение. Когда фотон света поглощается вблизи PN-перехода, образуется пара дырка/электрон. Это происходит, когда энергия фотона выше ширины запрещенной зоны полупроводника. Встроенное электрическое поле соединения заставляет пару разделиться и направиться к соответствующим контактам + и -. Энергия света вызывает протекание тока во внешней нагрузке, когда ячейка освещена.

Рисунок 1 Структура базовой солнечной батареи.

Типичная характеристика зависимости напряжения от тока, известная как кривая I/ V , для PN-диода без подсветки показана зеленым цветом на рис. 2. Приложенное напряжение направлено в прямом направлении. Кривая показывает включение и нарастание прямого тока смещения в диоде. Без освещения через диод не протекает ток, если к нему не приложен внешний потенциал. При падающем солнечном свете I/9Кривая 0519 V смещается вверх, показывая, что существует внешний ток, протекающий от солнечного элемента к резистивной нагрузке, как показано красной кривой.

Рис. 2. Сдвиг кривой солнечного элемента I/ V при увеличении падающего света.

Ток короткого замыкания, I _SC , протекает, когда внешнее сопротивление равно нулю ( В = 0) и является максимальным током, отдаваемым солнечным элементом при заданном уровне освещенности. Ток короткого замыкания зависит от площади PN-перехода, собирающего свет. Аналогично, напряжение холостого хода, В _OC , потенциал, который возникает на клеммах солнечного элемента, когда внешнее сопротивление нагрузки очень велико, R _{НАГРУЗКА} = 8. Для элементов на основе кремния одиночный PN-переход создает напряжение около 0,5 В. Несколько PN-переходов соединены последовательно в большую солнечную панель для получения более высоких напряжений. Фотогальванические элементы могут быть расположены в последовательной конфигурации для формирования небольших модулей, а затем модули могут быть соединены в параллельные последовательные конфигурации для формирования более крупных массивов. При последовательном соединении ячеек или модулей для получения более высоких выходных напряжений они должны иметь одинаковый номинальный ток (в противном случае ячейка с наименьшими характеристиками тока будет ограничивать предельный ток модуля), и аналогичным образом модули должны иметь одинаковые характеристики напряжения. при параллельном соединении для получения больших токов.

Мощность, подаваемая на нагрузку, конечно, равна нулю на обоих крайних значениях кривой I/ V и достигает максимума (P _MAX) при одном значении сопротивления нагрузки. На рисунке 3 P _MAX показан как площадь заштрихованного прямоугольника.

Рисунок 3. Максимальная мощность, выдаваемая солнечным элементом, P _MAX, представляет собой площадь наибольшего прямоугольника под кривой I/ V .

Обычно используемым параметром, характеризующим солнечный элемент, является коэффициент заполнения FF, который определяется как отношение P _MAX в площадь прямоугольника, образованного V _OC и I _SC .

Эффективность солнечного элемента представляет собой отношение электрической мощности, которую он отдает в нагрузку, к оптической мощности, падающей на элемент. Максимальная эффективность достигается, когда мощность, подаваемая на нагрузку, равна P _MAX . Падающая оптическая мощность обычно определяется как мощность солнечного света на поверхности земли, которая составляет приблизительно 1 мВт/мм ² . Спектральное распределение солнечного света близко к спектру абсолютно черного тела при температуре 6000°С за вычетом спектра атмосферного поглощения.

Максимальная эффективность η _MAX может быть записана как:

Для ячейки определенного размера I _SC прямо пропорциональна падающей оптической мощности P _IN . Однако В _OC логарифмически увеличивается с падающей мощностью. Таким образом, мы ожидаем, что общая эффективность солнечного элемента также будет логарифмически возрастать с падающей мощностью. Однако тепловые эффекты при высокой концентрации солнечного света и электрические потери в последовательном сопротивлении солнечного элемента ограничивают достижимое повышение эффективности. Таким образом, эффективность практических солнечных элементов достигает пика при некотором конечном уровне концентрации света.

Шунтовое сопротивление (Rsh) и последовательное сопротивление (Rs)

Фотогальванические элементы можно смоделировать как источник тока параллельно диоду, как показано на рисунке 4. Когда нет света для генерации тока, элемент ведет себя как диод. По мере увеличения интенсивности падающего света фотоэлемент генерирует ток.

В идеальной ячейке, где R _Ш бесконечно, а R _S равно нулю, ток нагрузки I равен току I _л, создаваемый фотоэлектрическим эффектом, за вычетом тока диода I _D , согласно уравнению:

где I _S — ток насыщения диода, q — заряд на электроне, 1,6×10 ^-19 кулонов, к — постоянная Больцмана, 1,38×10 ^-23 Дж/ К , T — температура элемента в градусах Кельвина, а В — измеренное напряжение элемента, которое либо создается (квадрант мощности), либо прикладывается (смещение напряжения). Более точная модель будет включать два диодных элемента, однако мы ограничим модель одним диодом для этого обсуждения.

Расширение уравнения дает упрощенную модель схемы, показанную ниже, и следующее связанное уравнение, где n — коэффициент идеальности диода (обычно от 1 до 2), а R _S и R _SH представляют последовательное и шунтирующее сопротивления.

Рисунок 4 Электрическая модель солнечной батареи

Во время работы эффективность солнечных элементов снижается из-за рассеивания мощности на внутренних сопротивлениях. Эти паразитные сопротивления можно смоделировать как параллельное шунтирующее сопротивление (R _SH) и последовательное сопротивление (R _S). Для идеальной ячейки R _SH было бы бесконечным и не обеспечивало бы альтернативный путь для протекания тока, в то время как R _S было бы равно нулю, что приводило к отсутствию падения напряжения и потери мощности перед нагрузкой. Уменьшение R _SH и увеличение R _s приведет к уменьшению коэффициента заполнения (FF) и P _MAX, как показано на рис. увеличение R _S может привести к тому, что I _SC будет отброшен.

Рисунок 5 – Эффект изменения R _SH и R _S по сравнению с идеальными

Можно аппроксимировать последовательное и шунтовое сопротивления R _S и R _SH по наклону кривой I/ V при V _OC и I _SC соответственно. Сопротивление при В _OC , однако, в лучшем случае пропорционально последовательному сопротивлению, но оно больше, чем последовательное сопротивление. р _SH представлен наклоном I _SC. Как правило, сопротивления на I _SC и на V _OC измеряются и отмечаются, как показано на рисунке 6.

Рисунок 6 – Получение значений для R _S и R _SH из кривой I/ V

ВАХ для модулей

Для модуля или массива солнечных элементов форма кривой I/ V не меняется. Однако он масштабируется на основе количества ячеек, соединенных последовательно и параллельно. Если n — количество ячеек, соединенных последовательно, и м — количество параллельно соединенных ячеек и I _SC и V _OC — значения для отдельных ячеек, тогда ток короткого замыкания для массива nI _SC и напряжение холостого хода мВ _ОС . Пример кривой I/ V показан на рис. 8, где общий ток I _SC составляет около 80 мА, V _OC — около 4,2 В, а мощность P _MAX немного превышает 160 мВт.

Рисунок 8, пример солнечной панели I/ V и кривые мощности

Материалы:

Аппаратный модуль ADALM1000
Макетная плата без пайки и комплект перемычек
1 или более солнечных панелей (предлагаемые типы см. в приложении)
Источник света, желательно полный солнечный свет

Адрес:

Генераторы аналоговых выходных сигналов с напряжением от 0 до 5 В в аппаратном обеспечении ALM1000 могут выдавать/принимать только 200 мА . Солнечные панели малого и среднего размера обычно могут обеспечивать меньший ток, чем это.

На макетной плате без пайки соберите схему, показанную на рис. 9. Эта измерительная установка будет работать для солнечных панелей с напряжением холостого хода менее 5 вольт. Он подает на солнечную панель переменное напряжение, обеспечиваемое генератором напряжения канала А CA- V . Трассировка тока канала А (CA-I) используется для измерения тока, вытекающего из солнечной панели (красная стрелка на рисунке). Ток солнечной панели течет от плюсовой клеммы через генератор канала А обратно к отрицательной клемме.

Рис. 9. Схема измерения солнечной панели.

Кривая напряжения канала А измеряет напряжение солнечной панели.

Конфигурация, показанная на рисунке 9, может измерять только часть кривой I/ V для панелей с напряжением V _OC больше примерно 5 В. С его помощью можно измерить I _SC для любой панели и ток для напряжения до 5В. Для измерения остальной части кривой I/ V для панелей с более высоким V _OC Схема может быть изменена, как показано на рис. 10. «Шунтовой регулятор» подключен последовательно с солнечной панелью, чтобы эффективно индуцировать более отрицательное напряжение по отношению к земле на отрицательной клемме. Подробнее о том, как построить шунтирующий регулятор, см. в приложении в конце этой лабораторной работы. Шунтовой регулятор «питается» от тока солнечной панели (красные стрелки на рисунке). Генератор сигналов в M1000 может колебаться максимум в 5 вольт (от 0 до +5), так что это будет окончательный предел общего диапазона напряжения любого I/9.0519 V измерений, которые можно произвести с помощью этих установок.

Рис. 10. Схема измерения солнечной панели, В _OC > 5 В

Для панелей с высоким V _OC необходимо будет взять данные в каждой конфигурации, чтобы получить данные как для I _SC, так и для V _OC. Данные двух конфигураций можно объединить для получения полной кривой I/ V . Для получения дополнительной информации о том, как проводить измерения напряжения за пределами диапазона от 0 до 5 V с ALM1000 см. этот документ по аналоговым входам.

Настройка оборудования:

Установите вертикальную шкалу напряжения канала A осциллографа на 0,5 В/дел. Текущий вертикальный масштаб канала А будет зависеть от максимального тока, который может генерировать ваша панель.

Установите частоту генератора формы сигнала A на 100 Гц и горизонтальную временную развертку так, чтобы отображалась хотя бы одна полная развертка от 0 до В _OC. Установите форму волны канала A на треугольник, как показано на рисунке 9.или 10. Линейный треугольник лучше всего подходит для измерения напряжения, но можно использовать и синусоиду.

При отключенном генераторе канала A (в режиме Hi-Z) сначала измерьте напряжение холостого хода, создаваемое панелью при ярком солнечном свете. Установите максимальное напряжение генератора сигналов A равным только что измеренному напряжению холостого хода. Установите минимальное напряжение генератора формы волны A на 0. Теперь включите генератор канала A, чтобы форсировать напряжение.

Процедура:

Измерьте размеры панели или ячейки, чтобы определить площадь в мм ² собирающий свет. Это понадобится вам для оценки количества входной мощности от солнечного света.

Включите режим отображения XY.

В идеале вы должны брать данные на улице при постоянной температуре и солнечном свете — т.е. без облаков. Это может быть не всегда практично в зависимости от компьютера, используемого с аппаратным обеспечением M1000. Окно, выходящее на солнечную сторону, подойдет, но лучше открыть окно и убрать любые шторы или экраны, которые могут уменьшить количество солнечного света. Вы также должны делать свои измерения быстро, чтобы избежать нагрева панели от прямых солнечных лучей, что может затем изменить характеристики во время сбора данных. Убедитесь, что вы не отбрасываете тени или отражения на панель во время эксперимента. После того, как вы зафиксировали положение панели по отношению к солнцу, ее НЕЛЬЗЯ ПЕРЕМЕЩАТЬ ВО ВРЕМЯ ЭКСПЕРИМЕНТА.

После того, как вы получили график I/ V с помощью инструмента построения графиков X-Y в программном обеспечении ALICE для настольных ПК, экспортируйте (сохраните) файл данных в формате .csv. Загрузите файл данных .csv в программу анализа данных, такую как MatLab, или в электронную таблицу (Excel). Вы должны были отрегулировать горизонтальную временную развертку осциллографа, чтобы отобразить чуть больше одной развертки линейного изменения напряжения. Ваш файл выходных данных, вероятно, будет содержать более одного набора значений напряжения и тока от 0 до В _ОС . Вы должны удалить эти дополнительные данные перед созданием графика ваших данных. Вы также должны рассчитать мощность ( I * В ) для каждой точки данных. Из ваших кривых I/ V рассчитайте значения коэффициента заполнения, FF, P _MAX, максимальной эффективности η _MAX (на основе примерно 1 мВт/мм ² для мощности падающего света) R _S и R _СХ .

Повторите сбор данных для других положений, когда панель обращена от солнца.

Вопросы:

В своем лабораторном отчете сравните графики напряжения ( В ) и тока (А) для каждого положения панели и отметьте любые различия.

Сравните различные максимальные мощности, напряжения, токи и внешние сопротивления для различных положений панели и прокомментируйте их сравнение. Прокомментируйте, как на выходную мощность влияет внешнее сопротивление, подключенное к фотогальванической панели.

Рассчитайте максимальный выходной КПД для каждой части следующим образом:

Максимальная эффективность (%) = (P _MAX /P _IN) x 100

Прокомментируйте значимость размера КПД.

Измерьте количество протекающего тока и выходную мощность вашей фотоэлектрической панели с течением времени. Основываясь на размере вашей панели, определите, насколько большая фотоэлектрическая система вам нужна для обеспечения всех ежедневных потребностей в энергии для типичного домашнего хозяйства.

Каждая производимая солнечная фотоэлектрическая панель имеет определенные характеристики, связанные с ее выходной мощностью и током. Ваша солнечная панель рассчитана на то, сколько ватт мощности и сколько миллиампер тока. В этой лабораторной работе вы должны измерить текущий поток этой панели за 20-минутный период. Вы также должны рассчитать его выходную мощность и выработку энергии с течением времени. Затем вы можете рассчитать, какой размер массива (панели, соединенные вместе параллельно/последовательно) вам потребуется для полного обеспечения энергией, необходимой для типичного дома.

Можете ли вы определить зависимость между пиковой мощностью солнечной панели и толщиной экспериментальных «облаков»?

Дополнительные материалы: несколько листов белой полупрозрачной бумаги размером 8 x 11 дюймов (хорошим выбором может быть вощеная бумага), радиационная лампа с лампочкой мощностью 150 Вт, измерительная линейка, кольцевая подставка с зажимами. В этой части лаборатории будет моделировать влияние на солнечную панель различной степени облачного покрова с использованием листов прозрачной или полупрозрачной бумаги для имитации толщины облаков. Вы будете искать, есть ли математическая связь между толщиной облака и выходным током панели. Произведенное напряжение не является истинным показателем энергии, собираемой в этой ситуации, ток и пиковая мощность лучше покажут соотношение, которое мы ищем.

Определите, приведет ли изменение угла наклона вашей панели с течением времени к Солнцу к существенной экономии ваших счетов за электроэнергию?

Вам понадобится транспортир или клинометр, чтобы измерить угол панели по отношению к падающему солнечному свету.

Многое зависит от количества энергии, потерянной стационарными фотогальваническими системами, потому что они не всегда указывают на оптимальный угол солнца. В этой лабораторной работе вы должны исследовать, как изменение угла вашей панели влияет на количество тока, вырабатываемого панелью, и как это связано с типичным счетом за электроэнергию. Вам нужно будет выполнить эту лабораторную работу в то время, когда небесный покров очень постоянен. Предпочтительно солнечное небо, но подойдет и равномерная облачность.

Для дальнейшего чтения:

http://en.wikipedia.org/wiki/Solar_cell
http://en.wikipedia.org/wiki/Theory_of_solar_cells
http://en.wikipedia.org/wiki/Maximum_power_point_tracking
http://pveducation.org/ pvcdrom/characterisation/introduction
http://users.df.uba.ar/sgil/physics_paper_doc/papers_phys/e&m/I-V_measure_solar_cell.pdf
Модель солнечного элемента Mathworks
http://www.mathworks.com/help/physmod /elec/ref/solarcell.html?searchHighlight=солнечная+ячейка 9Модель 0043 Solar Cell Spice: http://www.intusoft.com/nlhtm/nl78.htm

Приложение: Источники солнечных панелей

Солнечные панели бывают разных размеров с различными характеристиками напряжения и тока и различной ценой. Почти любая панель или комбинация панелей, которые обеспечивают от 5 В до 9 В и ток до 150 мА , будут работать для этих лабораторных (и связанных с ними) работ. Ниже приведены несколько источников для солнечных батарей.

Панели Sun Power изготовлены из диселенида меди и индия. Они имеют квадратную форму 60 мм (2-3/8 дюйма) с номинальным диаметром 4,5 В _OC и 90 мА I _SC при ярком солнечном свете.

квадратная солнечная панель 60 мм

Поставщики:

СОЛНЕЧНЫЙ ЭЛЕМЕНТ, 3 В, 40 МА

OSEPP SC10072 Монокристаллический солнечный элемент — подключение цилиндрической вилки, 100 мА I _SC, 7,2 В _OC. Этот поставляется с предварительно подключенной вилкой питания. Для подключения панели к вашим экспериментам потребуется соответствующий разъем.

Поставщик: http://www.tigerdirect.com/applications/SearchTools/item-details.asp?EdpNo=4368549&csid=_61

Недорогой и общедоступный вариант — снять солнечную панель с чего-то вроде любой из этих светодиодных ламп на солнечной энергии, продаваемых в долларовых магазинах:

Солнечная настольная лампа

Солнечный садовый свет

Требуется некоторая разборка и отпайка, а затем припайка более длинных проводов к панели. Дополнительным преимуществом является то, что вы также получаете один или несколько белых светодиодов, аккумуляторную батарею AAA 1,2 В с держателем и схему повышающего преобразователя постоянного тока. Эти дополнительные компоненты можно использовать в других действиях ALM Lab.

Приложение: Шунтирующие регуляторы:

Существует ряд возможных схем шунтирующих регуляторов, которые можно использовать в этом приложении. Некоторые из них столь же просты, как мощный стабилитрон с обратным смещением или последовательный набор из нескольких обычных диодов с прямым смещением. На самом деле они не регулируются. Регулировка обычно означает, что схема содержит усилительный каскад и отрицательную обратную связь.

Трехтранзисторный шунтирующий регулятор с запрещенной зоной из этого лабораторного задания является одним из примеров шунтирующего регулятора. Если бы здесь использовалась такая схема, номиналы резисторов, вероятно, пришлось бы пересчитать для более высокого выходного напряжения в диапазоне от 3 до 5 вольт, а также для того, чтобы иметь возможность опускаться между 100 Ом. 0771 мА и 200 мА , предел транзистора 2N3904 или 2N3906.

Еще одна простая схема шунтирующего регулятора, подходящая для использования в этом испытательном приложении солнечной панели, показана на рисунке A2. Показаны две взаимодополняющие версии. Тот, что слева, использовал PNP (2N3906) в качестве выходного устройства для передачи большого стокового тока. Тот, что справа, использовал NPN (2N3904) в качестве выходного устройства для передачи большого стокового тока.

Регулируемое выходное напряжение будет равно V _BE транзистора Q ₁ плюс прямое падение светодиода ₁ . Ток в светодиоде задается значением R ₁ и В _BE . Диапазон выходных напряжений возможен за счет выбора светодиодов разного цвета. Прямое падение напряжения может варьироваться от 2 В для красного и до 3 В для синего или белого цветов. Еще больше значений выходного напряжения можно получить, вставив прямое падение напряжения одного или нескольких стандартных кремниевых диодов последовательно со светодиодом.

В версии слева NPN-транзистор Q ₁ и коллекторный резистор R ₂ образуют усилительный каскад с общим эмиттером. Транзистор PNP Q ₂ обеспечивает усиление по току. Как только через светодиод и R ₁ протекает достаточный ток, чтобы напряжение на R ₁ стало достаточно большим, чтобы включить Q ₁, схема начинает регулироваться. Помимо начального пускового тока светодиода, большая часть тока через шунтирующий регулятор протекает через транзистор Q9.0005 2 . Приведенное выше объяснение аналогично верно для дополнительной версии справа.

Рис. A2 Шунтовой регулятор с отрицательной обратной связью

Вернуться к содержанию
Вернуться к содержанию лабораторной работы по электротехнике
Вернуться к содержанию лабораторной работы по электронике

университет/курсы/alm1k/alm-lab-pv. txt · Последнее изменение: 10 марта 2022 г., 15:12, Doug Mercer

ВАХ солнечного элемента и ВАХ солнечного элемента

Кривые ВАХ солнечного элемента показывают характеристики тока и напряжения ( PV ) ячейка, модуль или массив. Он дает подробное описание его способности преобразования солнечной энергии и эффективности. Зная электрические ВАХ (что более важно P _max ) солнечного элемента или панели имеет решающее значение для определения выходной производительности устройства и солнечной эффективности.

Фотогальванические солнечные элементы преобразуют солнечный свет непосредственно в электричество. С ростом спроса на источник чистой энергии и потенциалом солнца как источника бесплатной энергии преобразование солнечной энергии как части комбинации возобновляемых источников энергии становится все более важным. В результате спрос на эффективные солнечные элементы, которые преобразуют солнечный свет непосредственно в электричество, растет быстрее, чем когда-либо прежде.

Фотогальванический элемент

Фотогальванические элементы почти полностью сделаны из полупроводникового кремния, который был переработан в чрезвычайно чистый кристаллический материал, поглощающий фотоны солнечного света.

Фотоны ударяются об атомы кремния, высвобождая электроны, вызывая протекание электрического тока, когда фотопроводящая ячейка подключена к внешней нагрузке. Например, аккумулятор. Существует множество различных измерений, которые мы можем выполнить, чтобы определить производительность солнечной батареи, например, ее выходную мощность и эффективность преобразования.

Основные электрические характеристики фотоэлемента или модуля представлены в виде зависимости между током и напряжением на типичной кривой ВАХ солнечного элемента. Интенсивность солнечного излучения (инсоляции), попадающего на элемент, определяет ток ( I ), а повышение температуры солнечного элемента снижает его напряжение ( V ).

Солнечные элементы производят электричество постоянного тока, и ток, умноженный на напряжение, равен мощности, поэтому мы можем создать кривые ВАХ солнечных элементов, представляющие ток в зависимости от напряжения для фотогальванического устройства.

Кривые ВАХ солнечных элементов в основном представляют собой графическое представление работы солнечного элемента или модуля, обобщающее соотношение между током и напряжением при существующих условиях освещенности и температуры. Кривые ВАХ предоставляют информацию, необходимую для настройки солнечной системы, чтобы она могла работать как можно ближе к своей оптимальной точке пиковой мощности (MPP).

Кривая вольт-амперной характеристики солнечного элемента

На приведенном выше графике показаны вольт-амперные характеристики (ВАХ) типичного кремниевого фотоэлемента, работающего в нормальных условиях. Мощность, выдаваемая одним солнечным элементом или панелью, является произведением его выходного тока и напряжения ( I x V ). Если умножение производится точка за точкой для всех напряжений от короткого замыкания до разомкнутой цепи, приведенная выше кривая мощности получается для заданного уровня излучения.

При разомкнутом солнечном элементе, который не подключен к какой-либо нагрузке, ток будет минимальным (нулем), а напряжение на элементе будет максимальным, известное как напряжение разомкнутой цепи солнечных элементов , или Вок. С другой стороны, когда солнечный элемент закорочен, то есть положительный и отрицательный выводы соединены вместе, напряжение на элементе минимально (нулевое), но ток, вытекающий из элемента, достигает своего максимума, известного как солнечные батареи ток короткого замыкания или Isc.

Проектирование и установка фотогальванических элементов Для чайников

Затем диапазон кривой вольт-амперной характеристики солнечного элемента находится в диапазоне от тока короткого замыкания (Isc) при нулевом выходном напряжении до нулевого тока при полном напряжении холостого хода (Voc). Другими словами, максимальное напряжение, доступное от ячейки, достигается при разомкнутой цепи, а максимальный ток — при замкнутой цепи. Конечно, ни одно из этих двух условий не генерирует никакой электроэнергии, но должна быть точка где-то посередине, где солнечный элемент генерирует максимальную мощность.

Однако существует одна конкретная комбинация тока и напряжения, при которой мощность достигает своего максимального значения, при Imp и Vmp. Другими словами, точка, в которой ячейка вырабатывает максимальную электрическую мощность, показана в правом верхнем углу зеленого прямоугольника. Это «точка максимальной мощности» или MPP . Поэтому идеальная работа фотогальванического элемента (или панели) определяется точкой максимальной мощности.

Точка максимальной мощности (MPP) солнечного элемента расположена вблизи изгиба кривой ВАХ. Соответствующие значения Vmp и Imp можно оценить по напряжению холостого хода и току короткого замыкания: Vmp ≅ (0,8–0,90)Voc и Imp ≅ (0,85–0,95)Isc. Поскольку выходное напряжение и ток солнечного элемента зависят от температуры, фактическая выходная мощность будет зависеть от изменения температуры окружающей среды.

До сих пор мы рассматривали ВАХ солнечной батареи для одного солнечного элемента или панели. Но фотоэлектрический массив состоит из небольших фотоэлектрических панелей, соединенных между собой. Тогда кривая ВАХ фотоэлектрической батареи представляет собой просто увеличенную версию характеристической кривой ВАХ одиночного солнечного элемента, как показано на рисунке.

Кривые вольт-амперной характеристики панели солнечных батарей

Фотогальванические панели могут быть соединены проводами или соединены друг с другом либо последовательно, либо параллельно, либо в обеих комбинациях для увеличения напряжения или тока солнечной батареи. Если панели массива соединены вместе последовательно, то увеличивается напряжение, а если они соединены параллельно, то увеличивается ток.

Электрическая мощность в ваттах, генерируемая этими различными фотогальваническими комбинациями, по-прежнему будет произведением напряжения на силу тока ( P = V x I ). Однако солнечные панели соединены вместе, верхний правый угол всегда будет точкой максимальной мощности (MPP) массива.

Электрические характеристики фотогальванического массива

Электрические характеристики фотогальванического массива представлены в виде соотношения между выходным током и напряжением. Количество и интенсивность солнечной инсоляции (солнечного излучения) регулируют величину выходного тока (I), а рабочая температура солнечных элементов влияет на выходное напряжение (V) фотоэлектрической батареи. Кривые вольт-амперной характеристики солнечного элемента, которые обобщают соотношение между током и напряжением, обычно предоставляются производителем панелей и имеют вид:

Параметры солнечного массива

В _OC = напряжение холостого хода — это максимальное напряжение, которое обеспечивает массив, когда клеммы не подключены к какой-либо нагрузке (состояние разомкнутой цепи). Это значение намного выше, чем Vmp, связанное с работой массива фотоэлектрических модулей, который фиксируется нагрузкой. Это значение зависит от количества фотоэлектрических панелей, соединенных последовательно.
I _SC = ток короткого замыкания – максимальный ток, обеспечиваемый массивом фотоэлектрических модулей при коротком замыкании выходных разъемов (состояние короткого замыкания). Это значение намного выше значения Imp, которое относится к нормальному току рабочей цепи.
MPP = точка максимальной мощности – относится к точке, в которой мощность, подаваемая массивом, подключенным к нагрузке (аккумуляторам, инверторам), достигает максимального значения, где MPP = Imp x Vmp. Максимальная точка мощности фотогальванического массива измеряется в ваттах (Вт) или пиковых ваттах (Вт).
FF = коэффициент заполнения — коэффициент заполнения представляет собой соотношение между максимальной мощностью, которую массив фактически может обеспечить при нормальных условиях эксплуатации, и произведением напряжения холостого хода на ток короткого замыкания, ( V _OC x I _SC ) Это значение коэффициента заполнения дает представление о качестве массива, и чем ближе коэффициент заполнения к 1 (единице), тем большую мощность может обеспечить массив. Типичные значения составляют от 0,7 до 0,8.
%eff = КПД в процентах. Эффективность фотогальванического массива – это отношение максимальной электрической мощности, которую может производить массив, к количеству солнечного излучения, попадающего на массив. Эффективность типичной солнечной батареи обычно низка и составляет около 10-12%, в зависимости от типа используемого фотогальванического элемента (монокристаллический, поликристаллический, аморфный или тонкопленочный).

Кривые вольт-амперной характеристики солнечного элемента представляют собой графики зависимости выходного напряжения от тока для различных уровней инсоляции и температуры и могут многое рассказать о способности фотоэлемента или панели преобразовывать солнечный свет в электричество. Наиболее важными значениями для расчета номинальной мощности конкретной панели являются напряжение и ток при максимальной мощности.

Некоторые солнечные панели рассчитаны на более высокое или более низкое напряжение, чем другие с той же мощностью, и это влияет на величину доступного тока и, следовательно, на MPP панелей. Другими параметрами, также важными с точки зрения безопасности, являются номинальное напряжение холостого хода и ток короткого замыкания, особенно номинальное напряжение. Массив из шести панелей, соединенных последовательно, при номинальном напряжении 72 В (6 x 12) потенциально может создавать напряжение холостого хода более 120 В постоянного тока, чего более чем достаточно, чтобы быть опасным.

Кривые вольт-амперных характеристик фотогальванических элементов предоставляют информацию, необходимую нам для настройки массива солнечной энергии, чтобы он мог работать как можно ближе к точке максимальной пиковой мощности. Точка пиковой мощности измеряется, когда фотоэлектрический модуль производит максимальное количество энергии при воздействии солнечного излучения, эквивалентного 1000 Вт на квадратный метр, 1000 Вт/м ² или 1 кВт/м ² .

Для получения дополнительной информации о кривых ВАХ солнечных элементов и о том, как они используются для определения точки максимальной мощности фотоэлектрического элемента или панели, или для изучения преимуществ и недостатков использования солнечных панелей в качестве альтернативного источника энергии, тогда почему не щелкните здесь и закажите свою копию на Amazon сегодня и узнайте больше о забавном и простом способе получить контроль над фотогальваническим проектированием и установкой.

AOSHIKE 100 шт. 0,5 В 400 мА микро мини солнечные элементы…

AOSHIKE 100 шт. микро мини панели солнечных батарей 0,5 В…

VIKOCELL 10 шт. 156 мм 5 Вт монокристаллический кремний…

SUNYIMA 10 шт., 5 В, 60 мА, эпоксидная солнечная панель…

Измерение мощности солнечной панели

Измерение выходной мощности солнечной панели

При измерении мощности солнечной панели необходимо использовать цифровой мультиметр для измерения напряжение и сила тока, генерируемые панелью при различных условиях освещения. Знание выходной мощности конкретной фотоэлектрической панели является важным требованием любой солнечной системы.

Как мы видели на этом веб-сайте, солнечная энергия — это возобновляемая форма производства электроэнергии, которая обычно создается с использованием фотоэлектрических солнечных панелей, либо по отдельности, либо соединенных вместе в цепочки для формирования более крупных солнечных батарей.

Понимание того, как работают фотогальванические (PV) солнечные панели, является основным требованием, так как большинство людей полагают, правильно или неправильно, что только потому, что они приобрели 100-ваттную солнечную панель, она будет непрерывно обеспечивать 100-ваттную электрическую мощность. Однако это не всегда так, поскольку электроэнергия, подаваемая в определенный момент времени в течение дня, напрямую зависит от местоположения и погодных условий.

Солнечный свет — это прерывистый источник энергии, который постоянно меняется в течение дня, поэтому фотоэлектрические солнечные панели должны работать в этих меняющихся условиях. Поскольку эффективность солнечной панели представляет собой отношение выходной электрической мощности к количеству солнечного света, то есть солнечному излучению, поглощаемому панелью.

Поэтому важно, чтобы солнечная панель была правильно ориентирована, чтобы получать максимальное количество солнечного света в течение дня. Большие панели способны производить больше электроэнергии, чем меньшие по размеру фотоэлектрические панели при заданном солнечном излучении.

Измерения солнечных панелей

Рабочие характеристики фотоэлектрических солнечных панелей можно определить путем измерения зависимости между напряжением, током и, следовательно, выходной мощностью панелей при различных метеорологических условиях, таких как общее солнечное излучение.

Наклон панели, температура окружающего воздуха, а также температура панели играют важную роль в выходной мощности солнечной панели.

Производители оценивают свои фотоэлектрические панели на основе выходной мощности постоянного тока при освещенности 1000 Вт/м ² (полное солнце) и температуру панели 25 ^o C, чтобы вы купили их продукт.

Стандартная 12-вольтовая фотоэлектрическая панель будет генерировать максимальное напряжение на клеммах около 20 вольт при ярком солнечном свете без подключенной нагрузки. Однако в реальном мире фотоэлектрические солнечные панели работают ниже этих идеальных настроек, что приводит к тому, что выходная мощность намного меньше, чем возможная максимальная номинальная выходная мощность фотоэлектрических панелей.

Итак, как мы можем измерить выходную мощность фотогальванической солнечной панели. В самых основных терминах выходная мощность (P) солнечного элемента получается путем умножения выходного напряжения (V) на выходной ток (I) в условиях максимальной мощности, что дает P = V x I, что само по себе является основа Закон Ома

Выходная мощность солнечной панели

Выходная мощность типичной солнечной панели очень сильно зависит от подключенной к ней электрической нагрузки, поскольку максимальная мощность передается, когда динамическое сопротивление панели (или массива) равно сопротивлению подключенной нагрузки. . Простейшей нагрузкой для питания фотоэлектрической панели является электрическое сопротивление R. Поскольку закон Ома описывает взаимосвязь между напряжением на резисторе и током, протекающим через резистор, мы можем использовать простое сопротивление для измерения мощности солнечной панели. .

Кривые вольт-амперной характеристики солнечной панели используются для визуального представления характеристик тока и напряжения (ВАХ) конкретной фотоэлектрической панели (элемента или массива), давая подробное описание ее способности преобразования солнечной энергии. Знание электрических ВАХ солнечной панели имеет решающее значение для определения выходных характеристик и, следовательно, ее эффективности. Измерение выходной мощности солнечной панели, например, солнечной панели Renogy мощностью 100 Вт, 12 В, не так сложно, если применить несколько простых шагов.

На этикетке поликристаллической солнечной панели Renogy 100 Вт, 12 В указаны электрические характеристики панели согласно данным производителя Renogy, когда она подвергается воздействию излучения мощностью 1000 Вт/м ² . Но что все это значит.

На табличке с электрическими данными указано, что напряжение холостого хода панели (V _OC) составляет 22,4 В, а ток короткого замыкания (I _SC) составляет 5,92 ампер. Итак, мы можем использовать закон Ома, чтобы найти выходную мощность солнечной панели, верно! Но V раз I дает нам 22,4 х 5,92 = 132,6 Вт, что намного больше, чем 100 Вт, указанные Renogy, так что же происходит?

Напряжение холостого хода, В _OC означает, что фотоэлектрическая панель не подключена к какой-либо нагрузке, поэтому ее клеммы разомкнуты (бесконечное сопротивление), что приводит к максимальному напряжению, в данном случае 22,4 В, на ее клеммах. Поскольку его клеммы открыты, ток не будет течь (I = 0), потому что нет электрической цепи или нагрузки, через которую циркулировал бы ток. Тогда выходная мощность солнечной панели в этом случае равна P = V x I = 22,4 x 0 = 0 Вт. Другими словами, нет генерируемой электроэнергии.

Аналогично, ток короткого замыкания I _SC означает, что клеммы фотоэлектрических панелей закорочены или соединены вместе (нулевое сопротивление), создавая полностью замкнутую электрическую цепь, позволяющую протекать максимальному току панели, в данном случае 5,92 ампер. Однако, поскольку клеммы закорочены, падения выходного напряжения не будет (V = 0), поэтому выходная мощность солнечной панели будет P = V x I = 0 x 5,92 = 0 Вт. Опять нет вырабатываемой электроэнергии.

Тогда мы можем подумать, что эта солнечная панель Renogy может генерировать 132,6 Вт солнечной электроэнергии, но на самом деле это не так. Фотоэлектрические панели обеспечивают полезную электроэнергию при подключении к электрической нагрузке, и, измеряя выходную мощность солнечной панели, мы можем использовать закон Ома для определения точки максимальной выходной мощности или MPP.

Измерение мощности солнечной панели

Ранее мы говорили, что выходная мощность солнечной панели в основном зависит от подключенной к ней электрической нагрузки. Эта нагрузка может изменяться от бесконечного сопротивления (∞Ω) до нулевого сопротивления (0Ω), что создает напряжение холостого хода, V _OC на одном конце, и ток короткого замыкания, I _SC соответственно, в другом. Затем нам нужно найти значение внешнего сопротивления где-то посередине между этими двумя крайними значениями.

Теоретическая максимальная мощность P _max составила 132 Вт, а максимальное напряжение холостого хода V _OC – 22,4 вольта. Если мы предположим, что панель имеет максимальную мощность 150 Вт и максимальное напряжение на клеммах 30 вольт, это даст нам значение динамического сопротивления панели:

. переменные резисторы, реостаты. Используемый вариант будет зависеть от того, что доступно и бюджета, поскольку резисторы большой мощности могут быть дорогими. В приведенном примере сопротивление нагрузки будет достигнуто с помощью реостата, что даст нам полностью переменное сопротивление между минимальным значением 0 Ом (0 Ом) и максимальным значением 6 Ом. Мы знаем, что мощность нашей солнечной панели составляет 100 Вт, поэтому это минимальная номинальная мощность нашего реостата.

Для измерения напряжения на клеммах фотоэлектрической панели нам потребуется вольтметр. Это может быть цифровой или аналоговый мультиметр или простой вольтметр, но он должен иметь достаточно высокую шкалу, чтобы считывать напряжение холостого хода панели (V _OC). Используемый тип будет зависеть от того, что доступно и бюджета.

Для измерения тока, генерируемого фотоэлектрической панелью, потребуется амперметр для измерения тока короткого замыкания (I _SC ) до полного короткого замыкания. Опять же, этот второй счетчик может быть цифровым, аналоговым или мультиметром в зависимости от того, что доступно и бюджета.

Несмотря на то, что мы рассчитали максимальное требуемое значение сопротивления выше как 6 Ом, есть вероятность, что мы не сможем купить его с точным значением сопротивления 6 Ом. Итак, давайте предположим, что мы купили реостат на 10 Ом, который полностью регулируется в диапазоне от 0 до 10 Ом.

Это позволит нам увеличить внешнее сопротивление нагрузки на 10 шагов по 1 Ом каждый, одновременно измеряя выходное напряжение и ток солнечных панелей. Затем мы можем заполнить следующую таблицу наших результатов, чтобы определить электрическую мощность, поставляемую солнечной панелью PV для различных значений сопротивления нагрузки.

Таблица измеренных результатов для нашей солнечной панели

Сопротивление (в Ом)	Напряжение (В вольтах. Open Circuited	22.4	0.00	0.00
10	22.4	2.24	50.2
9	22.3	2.47	55.1
8	22.1	2.76	61.0
7	21.6	3.08	65. 9
6	20.80	3.50	72.8
5	20.05	4.01	80.4
4	18.80	4.70	88.4
3	16.86	5.62	94.7
2	11.60	5.80	67.3
1	6.0	6.00	36.0
Short Circuited	0	5.92	0.00

Having взяв наши показания и сведя результаты в таблицу выше, мы ясно видим, что максимальная мощность возникает, когда сопротивление нагрузки R _L имеет значение сопротивления около 3 Ом, что дает напряжение на панели около 16,9.вольт производит 5,6 ампер, что дает расчетную выходную мощность 94,7 Вт.

Это значение точно соответствует данным производителя для рабочего напряжения (V _mp) и рабочего тока (I _mp) 17,8 В и 5,62 А соответственно, что дает динамическое сопротивление панели при максимальной мощности _В / I _mp = 17,8/5,62 = 3,17 Ом, и при желании мы могли бы точно настроить наши измерения, чтобы еще больше приблизиться к целевому значению 100 Вт, 3,17 Ом.

Таким образом, для нашего простого примера показано, что максимальная мощность генерируется панелью около этой точки 3,17 Ом, и согласование сопротивления панели с сопротивлением нагрузки приводит к передаче максимальной мощности от панели (или массива) к нагрузке и, следовательно, к повышению эффективности.

Используя данные из приведенной выше таблицы, мы можем построить график зависимости измеренного напряжения от тока панелей, как показано на рисунке.

Кривые ВАХ

Выше приведен график ВАХ для нашего примера фотоэлектрической солнечной панели, который является типичным для всех фотоэлектрических солнечных панелей. Измерение мощности других типов и номиналов солнечных панелей даст аналогичные результаты, только значения напряжения и тока будут другими. Также обратите внимание, что мощность равна нулю для разомкнутой цепи (состояние нулевого тока), а также для короткого замыкания (состояние нулевого напряжения).

Максимальная выходная мощность фотоэлектрической панели может быть определена как ее пиковая выходная мощность постоянного тока, полученная путем умножения напряжения и тока. Здесь оптимальная рабочая точка для нашей солнечной панели показана в середине изгиба (или колена) кривой характеристик. Другими словами, это точка, в которой солнечная панель вырабатывает максимальную мощность, обычно известную как точка максимальной мощности или MPP .

Кривая вольт-амперной характеристики представляет важное свойство фотоэлектрической солнечной панели или элемента, поскольку она показывает, что это устройство является источником тока, а не устройством, источником напряжения, таким как батарея. Однако, в отличие от батареи, которая имеет постоянное напряжение на клеммах (12 В, 24 В и т. д.) и обеспечивает различное количество тока для подключенной нагрузки, фотогальванический элемент или панель обеспечивают постоянную подачу тока в широком диапазоне напряжений для заданное количество солнечной инсоляции.

Измерение мощности солнечной панели не слишком сложно, но требует набора мультиметров, силовых резисторов или одного реостата, способного обрабатывать генерируемую мощность, учитывая, что чем больше выходная мощность вашей панели, тем 200 Вт, 285 Вт, 330 Вт и т.