SOLAREX İSTANBUL Güneş Enerjisi & Teknolojileri Fuarı

Transkript

1 SOLAREX İSTANBUL Güneş Enerjisi & Teknolojileri Fuarı MONO KRİSTAL FOTOVOLTAİK MODÜLLERİN SICAKLIK KATSAYILARINA GENEL BAKIŞ Dr. Ertan ARIKAN GTC Dış Ticaret Organize Sanayi Bölgesi Adıyaman

2 İçindekiler GTC Kısa Tanıtımı FV (Fotovoltaik) Modüllerde Güç Üretimi ve sıcaklık etkisi 3. Piyasa Standardı FV Modülü 4. GTC FV Modülü 5. GTC FV ModülSıcaklık Özelliği 6. Sonuç 2

3 1. GTC Kısa Tanıtımı GTC Dış Ticaret Adıyaman'da Temmuz 2013 yılından beri FV modül üretmektedir. Türkiye'de Cam/Cam modül üreten ve yalnız Mono-Si hücre ile çalışan tek fabrikadır. Kapasitesi 3 vardiyada 25 MW olarak göreceli ufak ve kurulumundan itibaren işçisi olmayan tamamen mühendisler tarafından işletilen bir fabrika özelliği taşımaktadır. ARGE birimi fabrikanın temelini oluşturmaktadır. Herhangi bir anahtar teslim teknoloji ve proses satın almayan ve standart modül üretmeyen GTC, kurulumundan beri ARGE ve üretim birimleriyle, üretimin her aşamasında test ve deneyler yaparak kendi modül tasarım ve üretim teknolojisini belirlemiştir. 3

4 2. FV modüllerde Çıkış Gücü FV sistemlerde elektriksel performans FV modül tipine göre değişir ve üzerine düşen güneş ışığının % 6-25 oranında elektriğe çevirir. Kalan kısmı ise modül içerisinde ısıya dönüşür. Ayrıca Ortam sıcaklığı Modül yönelimi Modül eğim açısı Işın tipi ve kuvveti Rüzgar hızı ve yönü Nem Toz, kir birikintisi... FV modüllerin çıkış gücünü etkiler [1-3]. 4

5 Sıcaklık etkisi Modül çalışma sıcaklığı, FV sistemlerin uzun süreli yüksek performans sağlamasını ve verimini etkileyen en önemli parametrelerden birisidir. Artan çalışma sıcaklığı modül performansını azaltmaktadır. Modül zaten çalışırken iletilemeyen elektrik ısıya dönüştüğü için modülün iç sıcaklığı her zaman çevre sıcaklığından en az derece daha yüksektir. Sıcak iklimlerde ortam sıcaklığıda yüksek olunca bu iç sıcaklıklar kritik bir düzeye ulaşmakta ve hem üretilen voltajı ve akımı doğrudan etkilemektedir. Sıcaklığın etkisi modül üretiminde kullanılan FV hücre İletken şeritler Ön ve Arka kaplama laminasyon tabakası tipine göre modülden modüle farklılık gösterecektir. Çünkü kullanılan materyallerin termal iletimi, soğurumu ve yayılımı farklı olacaktır [1]. Ø Ø Bu nedenle modül üretiminde seçilecek her bir katman büyük önem taşımaktadır. 5

6 FV Modül Sıcaklık katsayıları-i Fotovoltaik modüllerin elektriksel performansları genellikle Standart Test Şartların (STC)'da verilir. STC; 1000 W/m2, 25 C ve AM1.5 STC dışında, özellikle 25 C üzerinde, sıcak iklimler için FV modüllerin elektriksel performansını karakterize eden Kısa-devre akımı (short circuit current-isc) Açık-devre gerilimi (open-cicuit voltage-voc) Maksimum güç (Maximum power-pmp) Verim (Efficiency-η) modül sıcaklık katsayısına göre değişime uğramaktadır [2]. 6

7 FV Modül Sıcaklık katsayıları-ii Farklı tip hücreli modüller için Isc, Voc, Pmp & Sıcaklık Eğrisi Sabit güneş radyasyonu karşısında FV hücrelerin Isc pozitif sıcaklık katsayısına sahipken Voc ve Pmp negatif sıcaklık katsayısına sahiptirler [1]. Bu durum sadece mono kristal hücre tipleri değil diğer hücre tipleri için de böyledir. [2] 7

8 FV Modül Sıcaklık katsayıları-iii Farklı tip hücreli modüller için Modül Verimi & Sıcaklık Eğrisi 8

9 FV Modül Sıcaklık katsayısı-iii Yüksek sıcaklıklarda FV elektriksel performansının belirlenmesi 1000 W/m2'lik irradiance altında sıcaklığa bağlı Isc, Voc ve Pmp; Ref: [3], [4] Pmp, T sıcaklığında modül çıkış gücü (W) P(25), 25⁰C de modül çıkış gücü (W) Ϫ, Maksimum güç sıcaklık katsayısıdır (%/⁰C) T ortam sıcaklığı (⁰C) 9

10 FV Modül Sıcaklık katsayısı-iv Sabit güneş ışığı altında Isc, Voc & sıcaklık eğrisi Ref: [5] 10

11 3. Piyasa Standardı Poli-Si Güneş Modülü: Sıcaklık Katsayısı Min. % Panel ön kaplama 1. Aluminyum Çerçeve 3,5. EVA bazlı Laminasyon tabakası 4. Güneş Pili (Poli kristal) ü 6. Panel arka kaplama (PVC bazlı kaplama) 11 ü

12 4. Sıcaklık Katsayısı düşük bir Modül Örneği: GTC FV Modülü GTC modülü özel bir modüldür. Kullanılan hücre, iç katman, ön cam ve arka tabaka olarak diğer modüllerden farklı ve çok ayrıdır. Ürettiği elektrik de bu nisbette farklı ve fazladır. Panel ön kaplama (2mm temperli Cam) Güneş Pili (Mono Kristal) Özellikli Laminasyon tabakaları Panel arka kaplama (Cam, seramik) 12

13 5. GTC Modül Sıcaklık Özelliği HÜCRE SICAKLIK KATSAYILARI Güç sıcaklık katsayısı (Pmax) (%/C) Gerilim sıcaklık katsayısı (Voc) (%/C) Akım sıcaklık katsayısı (Isc) (%/C) Panellerimize ait sıcaklık katsayıları yine yanda verilmistir. Modül üretiminde kullandığımız hücrelere ait sıcaklık katsayıları yandaki tablodaki gibidir PANEL SICAKLIK KATSAYILARI Güç sıcaklık katsayısı (Pmax) (%/C) Güç sıcaklık katsayısı (Pmax) (mw/k) Gerilim sıcaklık katsayısı (Voc) (%/C) Gerilim sıcaklık katsayısı (Voc) (mv/k) Akım sıcaklık katsayısı (Isc) (%/C) Akım sıcaklık katsayısı (Isc) (ma/k)

14 GTC Mono Kristal FV modül için farklı sıcaklıktaki elektriksel veri örneği Module Temperature ( C) Voc (V) Isc (A) Pmp (W) 136,7 29,9920 8, , ,4 31,0386 8, , ,3 31,8087 8, , ,6 32,4032 8, , ,7 32,9631 8, , ,5 33,8133 8, , ,8 34,7110 8, , ,8 35,4846 8, , ,3 36,3925 8, , ,8 37,1769 8, , ,8 37,7602 8, , ,1 38,3106 8, , ,6 38,7667 8, , ,0 39, , ,8 39,2330 8, , ,8340

15 GTC Mono Kristal FV modül Güç (Pmp) sıcaklık katsayısının belirlenmesi 290 f(x) = -0,8075x + 281,6213 R² = 0, Power (W) Modül Sıcaklığı ( C) Modül Pmp sıcaklık katsayısı; %/⁰C

16 GTC Mono Kristal FV modül Voc sıcaklık katsayısının belirlenmesi 42 f(x) = -0,0834x + 41,1342 R² = 0, Voc (V) Modül Sıcaklığı ( C) Modül Voc sıcaklık katsayısı; 0,2028 %/⁰C 16

17 GTC Mono Kristal FV modül Verim (ƞ) sıcaklık katsayısının belirlenmesi f(x) = -0,04623x + 16,55667 R² = 0, Verim (%) Ortam Sıcaklığı ( C) Modül verim sıcaklık katsayısı; 0,2792 %/⁰C

18 Özellikli malzemeler ile üretilmiş GTC modüllere ait sıcaklık katsayıları PANEL SICAKLIK KATSAYILARI Güç sıcaklık katsayısı (Pmax) (%/ ⁰C) Güç sıcaklık katsayısı (Pmax) (mw/k) Gerilim sıcaklık katsayısı (Voc) (%/ ⁰C) Gerilim sıcaklık katsayısı (Voc) (mv/k) Akım sıcaklık katsayısı (Isc) (%/ ⁰C) Akım sıcaklık katsayısı (Isc) (ma/k) Modül verim sıcaklık katsayısı (%/ ⁰C) -0,

19 TEŞEKKÜRLER 19

20 REFERANSLAR [1] A.Q. Jakhrani et al., Comparison of Solar Photovoltaic Module Temperature Models, World Applied Sciences Journal 14, 01-08, [2] A. Virtuani, et al., Overview Of Temperature Coefficients Of Different Thin Film Photovoltaic Technologies. [3] Temperature Coefficients for PV Modules and Arrays: Measurement Methods, Difficulties, and Results [4] Swapnil Dubey et al., Temperature Dependent Photovoltaic (PV) Efficiency and Its Effect on PV Production in the World A Review, PV Asia Pacific Conference, [5] B. Marion et al., Validation of a PV modüle energy ratings procedure at NREL, National Renewable Energy Laboratory Technical Report, [6] E. Skoplaki and J.A. Palyvos, On the temperature dependence of photovoltaic module electrical performance: A review of efficiency/power correlations, Solar Energy 83, pp ,