Szemelvények a rövidesen megjelenő Solarize szakkönyvből 1. részlet: Napelemes modulok teljesítménye

Share Button
Görögország uniós partnereinek türelme fogyóban van. Németország er?teljesen fokozza a nyomást Görögországra – írja a Der Spiegel. A mai találkozón sem született döntés az országnak adandó következ? ment?csomagról, az id? pedig rohamosan fogy.
A német lap információi szerint a találékony brüsszeli hivatalnokok fontolóra vették, hogy ne juttassanak-e görög vállalatoknak abból a német támogatásból, amely a nap- és a szélenergia támogatását szolgálja. Feltéve persze, ha a görög cégek áramot szállítanának Európába. Végtére is Görögországban évente háromszáz napon át süt a nap. Ám vasárnap a berlini gazdasági minisztérium egyértelm?en fogalmazott: „a szövetségi kormány elutasítja a megújuló energiához nyújtott támogatás b?vítését, amennyiben ezt az áramot külföldön állítják el?”.  Fogyóban van a hitelez?k türelme.
Nem csak a szövetségi kormány akarja végre látni a görög kormány által beígért reformok eredményeit. A Reuters hírügynökség jelentése szerint a nemzetközi hitelez?k ultimátumot adtak: ebben a koalíciós partnereknek hétf? délig kell közölniük, elfogadják-e a takarékosságot a további pénzügyi segély ellenében.

Bebesy: A görög cs?d ugrás lenne az ismeretlenbe

A Görögországgal kapcsolatos bizonytalanságok hatást gyakorolnak a piacokra – mondta a Világgazdaság Online-nak Bebesy Dániel. A Budapest Alapkezel? portfólió-menedzsere kiemelte, néhány hónapja még úgy t?nt, hogy 50 százalékos veszteséget kell leírni a magánbefektet?knek a görög kötvények után, azonban most már inkább 70-80 százalékról hallani.

„Azzal kapcsolatban is bizonytalanság uralkodik, hogy Görögország egyáltalán megkapja-e a második, 130 milliárd eurós ment?csomagot” – mondta el Bebesy. Nem tudni ugyanis, hogy teljesíteni tudják-e a hitelez?k által várt intézkedéseket, a további megszorításokat – magyarázta. Emlékeztetett, Jean-Claude Juncker, az Eurogroup elnöke hétvégén azt mondta, Görögország cs?dbe mehet.

Bebesy szerint Görögország cs?dje feltehet?en nem jelentene szisztematikus kockázatot, mint amilyen a Lehman Brorhers cs?dje volt, azonban jelenleg minden befektet? ideges. „A görög cs?d ugrás lenne az ismeretlenbe” – tette hozzá.

A mentési akcióban részt vev? partnerek már nem csinálnak titkot abból, hogy elvesztették a bizalmukat Athén eddigi intézkedéseit látva. Görögországból gyakran hallottunk jó szándékú nyilatkozatokat – jelentette ki a Tagesspiegel am sonntag cím? német lapnak nyilatkozva Peter Altmaier, a CDU frakciójának ügyvezet?je, ám eddig csak kevés reform valósult meg.  Angela Merkel kancellár bizalmasa leszögezte: ” Második segélycsomag csak akkor jöhet, ha görög részr?l bizonyíték van az abszolút komolyságra.” Ám aDer Spiegel szerint nem csupán Németországban mutatkozik kétely. Jean-Claude Juncker , az eurócsoporthoz tartozó országok vezet?je már nem zárja ki egy görög cs?d lehet?ségét. „Amennyiben Athén nem valósítja meg a szükséges reformokat., nem várható el mások részér?l a szolidaritás teljesítése – figyelmeztetett Juncker a Der Spiegelben. Ha minden balul üt ki Görögországban, akkor az ország márciusban fizetésképtelenné válik.

A február elsején tartott uniós csúcsértekezleten Papademosz görög elnököt felháborította az a német javaslat, hogy az EU egy költségvetési biztost állítson, aki vétójoggal rendelkezne az ország adó- és kiadáspolitikája felett. A francia elnök gyorsan közbelépett és kioktatta Merkelt, hogy „szó sem lehet arról, hogy egy tagállamot gyámság alá helyezzenek”. A német kancellár elfogadta ezt a tézist, de arra utalt, hogy Görögország egy „speciális eset”, mely „speciális felügyeletet” igényel. Németország tehát még egyáltalán nem mondott le err?l az opcióról.

A görögök lassan kifutnak az id?b?l, az országnak újabb ment?hitelekhez kell folyamodnia, még a március 20-án esedékes 14,5 Mrd. eurós törlesztés el?tt. A legnagyobb probléma azonban abból áll, hogy még ha a hitelez?k bele is mennének egy átütemezési megállapodásba, az sem lesz elegend? a fenntartható államadósság eléréséhez

A görög állam magánhitelez?it?l elvárt áldozatok és az EKB álláspontja között húzódó ellentét egyre tarthatatlanabbá kezd válni, ésaz FXPro szerint ez az egyik legnagyobb akadály, mely a megoldás útjában áll. A jelenlegi kezdeményezés alapján a magánszektorbeli hitelez?knek 70 százalékos vagy magasabb leírásokkal kell számolniuk, de még ez is kevés lehet ahhoz, hogy fenntartható pályára állítsa a görög államadósságot (melyet az IMF 2020-ig a GDP 120 százalékában határozta meg).

Az EKB kötvényvásárlási programjának a hátulüt?je, hogy abból els?sorban a nagyobb eurózóna tagok húzhatnak id?vel hasznot. A negatív hatás pedig a periférikus államok kötvényhozamain csapódna le. Ha azonban az EKB határozottan ragaszkodik a preferált hitelez?i státuszához, úgy a magánhitelez?k az eddiginél is nagyobb kedvezményt követelhetnek a kockázatvállalás fejében, noha a politikusok arról biztosították ?ket, hogy a görög adósságvita magánszektoron keresztüli megoldása az utolsó opciónak számít. Minél nagyobbra n? az EKB kötvényállománya, annál hiteltelenebbnek fog látszani az EU ígérete, hogy más tagállamoknál nem lesz a göröghöz hasonló önkéntes adósság átütemezés.

Szerz?: Spiegel – Világgazdaság Online

Napelemes modulok teljesítménye

Standard-tesztfeltételek (STC)
Azok a feltételek, amikor egy cella (vagy modul) áramer?sség- és a feszültség értékei mérve lettek és a modul adatlapján ezek fel vannak tüntetve. Ez az adatmegadás nemzetközileg elfogadott standardértékelés a modulméretezésben.
E = 1.000 W/m², T = 25°C cellah?mérséklet, AM = Nap-spektrum = 1,5.

34. ábra: A modul elektromos jellemz?inek h?mérsékletfügg?sége.

 


35. ábra: STC-feltételek (Standard – Test – Conditions) kapcsolási rajza.

Minden modul bázisadata az adatlapon lév? laborkörülmények mellett tesztelt adatok. Ezért nevezik ezt a laborkörülményt STC-nek, (Standard Test Conditions). A teljesítményadatok, mint áramer?sség, feszültség és teljesítmény standardtesztkörülmények mellett egy 1 m²-es besugárzott modulfelületre nézve, 25 °C alatt és az IEC 904-3 (1989) III. részének szabványa szerint meghatározott napfény spektruma és egy AM 1,5 (Air Mass) mellett érvényesek. Az így elért teljesítményérték “Wp” egységgel van ellátva.
Mit jelent tulajdonképpen a Kilowatt Peak (KWp) Kilowatt Peak csúcsteljesítményt jelent (angl. Peak = csúcs). Ez az érték adja meg azt a csúcsteljesítményt, amit a szolármodul teljes napsugárzás és STC feltételek (Standard-Test-Conditions) mellett el tud érni (lsd. 35. ábra). Alapfeltételnek egy 1.000 Watt / négyzetméter optimális napsugárzás van beállítva, ami Magyarországon egy szép nyári napon déli 12 óra körül könnyen elérhet?.
A Peak-teljesítményt a legtöbb gyártó mint „névleges érték” vagy „névleges teljesítmény” nevezi meg. De mivel ezek a mérések optimális (labor) feltételekre vannak alapozva, ezért a Peak-teljesítmény nem érhet? el a valóságos földi sugárzási feltételek alatt.
A szolárcellák er?s felmelegedése miatt ez az érték a gyakorlatban kb. 15 – 20 % alatt van.
Teljesítményszórás a h?mérséklet függvényében A napelem hatásfokát a környezeti valamint a konstrukcióval összefügg? tényez?k egyaránt befolyásolják. A környezeti tényez?k közül a h?mérséklet a legfontosabb, de ide lehet sorolni a cella felületének tisztaságát, a megvilágítás er?sségét és a cella munkapontjának megválasztását is, amire külön kitérünk.

36. ábra: Kristályos szilícium napelem modul I-U karakterisztika görbéi különböz? h?mérsékletek esetén azonos besugárzás mellett.

A standard tesztfeltételekt?l eltér? modulh?mérséklet (?M) változásból következ? teljesítménycsökkenés az ún. h?foktényez? (?P,mpp) magadásával magyarázható meg. Ez az érték a mai moduloknál kb. -0,4 %/°C.
A modulh?mérséklet kiszámítható a környezeti h?mérsékletb?l (?U) és a modulfelületre érkez? sugárzási nagyságból (EG,hor).

A napelemes modulok termikus tulajdonsága

A szilíciumalapú napelemes modulok tulajdonsága a h?mérsékletfügg? feszültség állapota (fizikai törvény). Emelked? h?mérsékletnél csökken a feszültség, mert a h?energia miatt az elektronok jobban tudnak vándorolni és ez a vándorlási energia a napelemes cella teljesítményének a rovására megy. Ezért a napelemes rendszerek a névleges teljesítményüknek csak kb. 85%-át érik el nyáron. Tehát a modultartó alsó konstrukciójának a helyes megválasztása is egy nagyon fontos tényez?, amivel a meleg okozta veszteségeket lényegesen csökkenteni tudjuk tet?rendszer esetén.

1.000 W/m² modulteljesítmény alakulása a h?mérséklet változásánál de konstant besugárzásnál


37. ábra: Feszültség- és áramer?sség ingadozások különböz? er?sségü sugárzásnál si-kristályos moduloknál.

Egy modul teljesítménycsökkenése nyáron magas h?mérsékletek esetében az STC érték 35%-a alatt is lehet. Ennek a teljesítménycsökkenés minimalizása érdekében a moduloknak jól le kell tudniuk adni keletkezett h?jüket a környezetnek (megfelel? hátsó h?tés).
A modulok adatlapjain a névleges (STC) értékek mellett gyakran találjuk a feszültség- és az áramer?sség változások h?foktényez?k értékeit százalékban vagy mV/°C vagy mA/°C nagyságban. Ezekkel kiszámíthatjuk egy tetsz?leges
h?mérséklet mellett az elektromos értékeket. Ha a h?foktényez? értékei nincsenek megadva, úgy a 34. ábra diagramját is fel lehet használni az adatok megállapítására szilícium modulok esetében.
A veszteségek kiszámításához a modul technikai adatlapján lév? h?foktényez?ket, mint lineáris funkciókat kell alapul venni.
H?foktényez?: PN -0,48 %/K (névleges teljesítmény)
H?foktényez?: UOC -0,34 %/K (feszültségveszteség Kelvin-fokonként)
H?foktényez?: ISC +0,028 %/K (áramer?sségveszteség Kelvin-fokonként)
Például, emelked? h?mérsékletnél így lehet egyszer?en a veszteséget kiszámítani.
Egy Kelvin az egy °C fok emelkedés egysége, kis példa:
40 °C + 1 Kelvin = 41°C
A modulteljesítmény T=25°C-nál és az STC van szerint megadva.
Több, mint 60°C-ot nem fog elérni a modulfelület az átlagos 45°C-os napon.
Ezért elég az alábbi egyszer? egyenlet pl. egy 100 Wp modulnál:

60 °C – 25 °C = 35°C
35 °C * 0,5 % = 17,5 % ->a 100 Wp-nek a 17,5 %-a = 17,5 Wp.
Tehát 100 Wp-17,5 Wp = 82,5 Wp teljesítményt ad le ilyenkor a 100 Wp-es modulunk.
Az üresjárati feszültséghez és a rövidzárlati áramer?sséghez tartozó h?foktényez?ket a modul certifikálásánál mérik meg az IEC 61215 ill. DIN EN 61215
szerint. Az MPP-teljesítményhez tartozó h?foktényez?ket legtöbbször nem mérik, hanem számítási eljárással határozzák meg szintén az IEC 61215 ill. DIN EN 61215 szerint.

Modullekapcsolás magas h?mérsékletnél nincs!



38. ábra: Modul jelleggörbe különböz? besugárzásnál és azonos h?mérsékletnél.

A fotovillamos rendszerek, ellentétben más technikai eszközökkel a legritkábban dolgoznak névleges üzemmódban. Az üzemmód csak is STC-körülmények között lehetséges. Az elektromos nagyságok és a napelemes modulok jelleggörbéi a besugárzástól függenek, úgy hogy inkább a modulok részleges leterhelés? üzemmódjáról, mint standard esetr?l beszélhetünk a legtöbbször. A besugárzás változik a legtöbbször egy nap alatt. A besugárzás változásával a modul áramer?ssége van er?sebben befolyásolva. Az áramer?sség közvetlenül függ a besugárzás er?sségét?l. Ha a besugárzás a felére csökken, úgy a generált áramer?sség is a felére csökken.
Az MPP-feszültség viszont relatív konstant marad a besugárzási változásoknál. Az el?bbi ábrán jól látható, hogy az MPP-feszültség maximális változása a besugárzás változásánál egy 150 wattos polikristályos modulnál kb. 4 V. De mivel a legtöbb fotovoltaik rendszerben nagyobb számban vannak a modulok sorosan összekapcsolva, ezért az MPP-feszültség ingadozása több, mint 40 voltra is összegz?dhet besugárzás változásakor. Kicsi besugárzási (W/m²) értékeknél letörik a feszültség úgy, hogy az inverter már a merev feszültségsávban dolgozik, ami azt jelenti, hogy alacsony besugárzásnál a modulok már nem az MPP-pontban dolgoznak: az inverter munkapontja már nem egyezik meg a modul MPP-vel. A modulfeszültséget legjobban a modul h?mérséklete befolyásolja. A 150 W-os hátul jól szell?z? modul MPP feszültségváltozása az STC-hez viszonyítva nyáron -10 V, télen pedig +10 V is lehet.

A modulok feszültségváltozása határozza meg a rendszer feszültségét is és ezért az egész fotovoltaik rendszer tervezésénél figyelembe kell venni a feszültség emelkedését alacsony h?mérsekleteknél. Ez az érték több modul soros kapcsolásánál 100 voltnál is több lehet és így az utánnakapcsolt készülékek feszültségértékeit túlléphetjük. A fotovoltaikus rendszerek méretezésénél ezért ezt a tényt különösen meg kell figyelnünk. Az áramer?sség viszont nem igen változik a modul h?mérsékletének változásánál. Emelked? h?mérséklet esetében csak keveset emelkedik meg.
A sorba kapcsolt, részben árnyékolt napelemek esetén el?forduló másik fontos probléma a „forró pont” (hot spot). Ebben az esetben a napelem belsejében a pn átmenet lokálisan túlterheltté válik (a rajta átfolyó áram miatt ott h? fejl?dik), ami esetleg még a napelemet is károsíthatja. Ezek a permanens károsodások kis fehér pontok, pöttyök formájában jelennek meg a napelem felszínén.
A legrosszabb eset a hot spot keletkezése szempontjából, amikor rövidre zárjuk a modult, ez egy elfogadott m?ködtetési állapot, ami f?ként a töltésszabályozóval való m?ködtetéskor alakul ki. Azonban egy hot spot normálisan, inverterrel való m?ködtetés során is keletkezhet.
Ha egy -többiekkel sorba kötött- napelem árnyékba kerül, a többi napelem tovább hajtja az áramot a mez?n át, ugyanabban az irányban. Az árnyékolt napelem feszültsége el?jelet vált, azaz az árnyékolt napelem terhelésként (fogyasztóként) jelenik meg! A teljesítmény diódákkal ellentétben a napelem pn átmenete néhány (5-25 V) voltos záró irányú feszültség hatására is tönkre mehet. Ez azt jelenti, hogy a napelemet tönkretev? feszültség néhány tucat napelem soros kapcsolása esetén is el?állhat. A hiba általában nem nagy területet érint, hanem az áram kis területre
koncentrálódik, ahol ez a nagy teljesítménys?r?ség nagy h?mérsékletet idéz el?, ezért is hívják ezt „forró pontnak” (hot spot).
Az ún. hot spots elkerülése érdekében áthidaló, véd? (bypass)-diódák vannak beépítve, amik a fellép? negatív feszültséget és a cellah?mérsékletet lehatárolják.
És akkor beszéljünk már itt a jelleggörbét befolyásoló leárnyékolási tényez?r?l (SZ).
Ez a leárnyékolási tényez? a modul celláinak teljes leárnyékolási részarányát adja meg. Ez a tényez? még a leárnyékolt cella besugárzási középértékének és a nem leárnyékolt cella besugárzási értékének az arányából is levezethet?.
SZ… leárnyékolási tényez?
AVS… teljesen leárnyékolt cellák felülete
AZ… a cellák felülete összesen
E… a besugárzás középértéke
E0… a besugárzás er?ssége egy nem leárnyékolt cellára.

Copyright © Solarize GmbH, Germany

 

A könyv már megrendelhet?! Várható megjelenés 2012. március vége!
Tartalomjegyzék és megrendelés:

Vélemény, hozzászólás?