مدل سازی عددی و ارزیابی تجربی عملکرد سلول های خورشیدی تحت تمرکز نور خورشید

امروزه با توجه به رشد روز افزون مصرف انرژی در جهان، انرژی های تجدیدپذیر و مخصوصا انرژی خورشید مورد توجه ویژه ای قرار دارند. از میان سیستم های خورشیدی رایج می توان به سیستم های فتوولتاییک اشاره کرد. استفاده از سیستم های متمرکزکننده برای افزایش شدت تابش روی سلول های خورشیدی موجب افزایش توان سیستم های فتوولتاییک و در نتیجه کاهش قیمت برق تولید شده توسط سیستم می شود. در بین سیستم های متمرکزکننده، سیستم های تمرکز پایین، با نسبت تمرکز کمتر از ۱۰، به دلیل استفاده از سلول های خورشیدی مونوکریستال و عدم نیاز به سیستم های خنک کاری پیچیده اهمیت دارند. در مقاله حاضر، عملکرد سلول های خورشیدی با سه مدل ایده آل، تک دیود و دو دیود بررسی شده و اعتبار و دقت این مدل ها با نتایج تجربی مقایسه شده است. در میان سه مدل ارائه شده، مدل دو دیود دقت بیشتری نشان داده است. سپس اثر تمرکز نور خورشید بر روی عملکرد سلول های خورشیدی مونوکریستال به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین عملکرد پنل خورشیدی مونوکریستال مدل شده و شبیه سازی به منظور بررسی تغییرات ولتاژ مدار باز، جریان اتصال کوتاه و توان خروجی با تغییر شدت تابش روی پنل خورشیدی و دمای پنل انجام شده و با نتایج تجربی حاصل از سیستم متمرکزکننده مقایسه شده است. در این آزمایش ها که با متمرکز کردن نور خورشید به وسیله آینه ها صورت گرفته است، پارامترهای شدت تابش و دمای سلول ها تغییر کرده و بر عملکرد آن تاثیر گذاشته اند. با استفاده از سیستم متمرکزکننده، توان خروجی پنل خورشیدی تقریبا تا ۹/۱ برابر توان خروجی پنل در شرایط استاندارد افزایش یافته است.

Keywords:

سلول خورشیدی , متمرکزکننده های فتوولتاییک , مدل ایده آل , مدل تک دیود , مدل دو دیود