Modelo eléctrico de celda solar de la hoja de datos
gstorto
Me gustaría construir un modelo eléctrico para una celda solar basado en las especificaciones de su hoja de datos. Como ejemplo, recuperé uno de Digi-Key:
http://ixapps.ixys.com/DataSheet/SLMD480H12L-DATA-SHEET.pdf
Entonces, el fabricante proporciona Voc, Isc, voltajes de punto de máxima potencia, corrientes, potencia, etc. También presenta eficiencia, factor de llenado y variación de voltaje con la temperatura.
El modelo eléctrico general para una celda solar es el siguiente:
simular este circuito : esquema creado con CircuitLab
He buscado en algunas fuentes y he encontrado la forma en que lo hace SimElectronics de MathWorks:
http://www.mathworks.com/help/physmod/elec/ref/solarcell.html
En el modo más simple (5 parámetros), usa Voc e Isc de la hoja de datos, considera Rsh como un circuito abierto, ignora el segundo diodo y requiere una estimación de Rs y n (factor de calidad del diodo). No estoy interesado en la radiación solar por el momento, por lo que será ignorada.
La ecuación general del circuito es la siguiente:
Seguiré la metodología de SimElectronics e ignoraré Rsh. Los parámetros que quiero recuperar de la celda son Iph e Is. El factor de calidad se considerará de 1,5 (valor habitual para diodos de silicio) y kT/q de 25 mV a temperatura ambiente.
También descubrí que Rs se puede estimar a partir del área de la celda, aproximadamente 5 ohmios para la celda de la hoja de datos, lo que parece razonable:
http://www.pveducation.org/pvcdrom/solar-cell-operation/series-resistance
Aplicando Voc = 7.56V e Isc = 20mA (hoja de datos de celdas solares):
Resolviendo las ecuaciones, obtengo Is = 5.59e-90A e Iph = 20mA. Eso me parece un poco extraño, porque el Is es tan bajo que significa que el diodo es básicamente inútil en el modelo. Y el Iph tan cerca de Isc muestra que no hay pérdidas de corriente en la celda solar. ¿Qué estoy haciendo mal?
Respuestas (1)
gstorto
Después de algunas investigaciones adicionales y simulando el circuito con los parámetros que obtuve, parece que son correctos.
El diodo tiene un Is muy bajo debido al hecho de que su voltaje directo es aproximadamente el de circuito abierto (7.56V). Entonces, Is será mucho más bajo que el de un diodo estándar de 0.7V.
Por la misma razón, cuando cortocircuita la salida, la corriente a través del diodo será insignificante: la resistencia en serie es muy pequeña (Vdiodo << 7.56V). Es lógico Iph ~= Isc.
Finalmente, he simulado el modelo usando CircuitLab. La curva IV se parece a la de una célula solar ideal:
Curva ideal de celda solar IV:
EDITAR: si está realmente interesado en determinar los parámetros del modelo eléctrico de la celda solar a partir de la curva IV, debe consultar este documento: http://kdx.xidian.edu.cn/fj/a11.pdf
No pude hacerlo funcionar con mi ejemplo, pero los autores afirman que debería.
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