Come misurare la potenza in watt prodotta da un pannello fotovoltaico?

L’energia solare è una forma rinnovabile di generazione di energia elettrica che viene comunemente creata utilizzando pannelli solari fotovoltaici, singolarmente o collegati tra loro in stringhe per formare pannelli solari più grandi. Comprendere il modo in cui funzionano i pannelli solari fotovoltaici (FV) è un requisito fondamentale poiché la maggior parte delle persone presume, a torto o a ragione, che solo perché ha acquistato un pannello solare da 100 watt, fornirà 100 watt di energia elettrica continuamente. Tuttavia, questo non è sempre il caso in quanto la potenza elettrica erogata in un determinato istante nel corso della giornata è funzione diretta del posizionamento e delle condizioni meteorologiche.

Fattori che influenzano la potenza prodotta da un pannello FV

La luce solare è una fonte di energia intermittente che cambia costantemente durante il giorno, quindi i pannelli solari fotovoltaici devono essere in grado di funzionare in queste condizioni variabili. Poiché l’efficienza di un pannello solare è il rapporto tra la potenza elettrica prodotta e la quantità di luce solare, cioè l’irraggiamento solare assorbito dal pannello.

Pertanto è importante che l’orientamento del pannello solare sia corretto per ricevere la massima quantità di luce solare durante il giorno. I pannelli più grandi hanno la capacità di produrre più energia elettrica rispetto ai pannelli fotovoltaici più piccoli per un determinato irraggiamento solare.

L’inclinazione del pannello, la temperatura dell’aria ambiente e la temperatura del pannello svolgono tutti un ruolo importante nella potenza di uscita di un pannello solare.

Come si misura la potenza di uscita di un pannello solare fotovoltaico

Le prestazioni dei pannelli solari fotovoltaici possono essere determinate misurando la relazione tra la tensione, la corrente e quindi la potenza dei pannelli in diverse condizioni meteorologiche, come l’irraggiamento solare totale.

Quando si misura la potenza di un pannello solare, è necessario l’uso di un multimetro digitale per misurare la tensione e gli ampere generati da un pannello in diverse condizioni di luce. Conoscere la potenza di un particolare pannello fotovoltaico è un requisito importante di qualsiasi sistema solare.

I produttori valutano i loro pannelli fotovoltaici in base alla potenza di uscita in corrente continua (CC) con un irraggiamento di 1000 W/m2 (pieno sole) e una temperatura del pannello di 25 °C. Un pannello fotovoltaico standard da 12 volt genererà una tensione terminale massima di circa 20 volt in pieno sole senza carico collegato.

Tuttavia, nel mondo reale, i pannelli solari fotovoltaici funzionano al di sotto di queste impostazioni ideali, risultando in una potenza di uscita molto inferiore alla potenza nominale massima possibile dei pannelli fotovoltaici.

Ebbene, nei suoi termini più elementari, la potenza di uscita (P) della cella solare si ottiene moltiplicando la tensione di uscita (V) per la corrente di uscita (I) alle condizioni di massima potenza, dando P = V x I che a sua volta è il base della legge di Ohm.

La potenza di uscita di un tipico pannello solare dipende molto dal carico elettrico ad esso collegato poiché la potenza massima viene trasferita quando la resistenza dinamica del pannello (o dell’array) è uguale a quella del carico collegato.

Il carico più semplice da fornire per un pannello fotovoltaico è quello di una resistenza elettrica, R. Poiché la legge di Ohm descrive la relazione tra la tensione ai capi e la corrente che scorre attraverso un resistore, possiamo usare una semplice resistenza per misurare la potenza di un pannello solare.

Le curve caratteristiche I-V del pannello solare vengono utilizzate per fornire una rappresentazione visiva delle caratteristiche di corrente e tensione (IV) di un particolare pannello fotovoltaico (cella o array) fornendo una descrizione dettagliata della sua capacità di conversione dell’energia solare.

Conoscere le caratteristiche elettriche I-V di un pannello solare è fondamentale per determinare le prestazioni in uscita e quindi la sua efficienza. Misurare la potenza di uscita di un pannello solare, non è così difficile se applichiamo alcuni semplici passaggi.

Procedura passo-passo per misurare la potenza prodotta da un pannello solare

Passo 1: posizionare il pannello verso il sole

Devi assicurarti che il tuo pannello solare sia posizionato correttamente per ottenere la massima potenza. Puoi montare un bastoncino perpendicolare alla superficie del pannello solare e regolarlo di conseguenza per ridurre al minimo l’ombra del bastoncino. Quando c’è poca o nessuna ombra, significa che il pannello è rivolto direttamente verso il sole.

Passo 2: misurare la tensione a vuoto

Questo valore significa semplicemente la misurazione dall’uscita della cella solare senza alcun collegamento ad essa collegato. Dopo aver verificato che la resistenza di carico sia già aperta, registrare la misurazione della tensione.

Passo 3: cambiare il carico durante la registrazione della tensione

Con la scatola di carico sulla sua resistenza di picco, passare da impostazioni aperte a resistenze elettriche. Quindi, registra questi punti dati: tensione, corrente e impostazione della resistenza. Una volta che hai già i valori, cambia la resistenza al secondo valore più basso e, di nuovo, registra i risultati. Ripetere la procedura per tutte le impostazioni di resistenza.

Passo 4: calcola l’output

Per ottenere l’uscita, devi semplicemente moltiplicare la tensione e la corrente. Se hai registrato la corrente per ogni passaggio, allora è abbastanza semplice per te. In caso contrario, è necessario dividere la tensione per la resistenza. Il risultato è la corrente che ora puoi moltiplicare per la tensione.

Passo 5: fai un grafico dei tuoi risultati

Una volta che hai l’output per ogni impostazione di resistenza, puoi rappresentarlo graficamente per un confronto e una comprensione più facili. È possibile utilizzare la potenza per l’asse verticale e la tensione per l’asse orizzontale.