Qual è la tensione di uscita Voc tipica di un pannello fotovoltaico?

Le tensioni possono essere lette su un modulo fotovoltaico con l’uso di un voltmetro o multimetro, che misura i VOC dalla scatola di giunzione. Questa si trova retro del modulo fotovoltaico. Per le persone persone che non conoscono il fotovoltaico (PV), svelare i misteri dietro il gergo e gli acronimi è uno dei primi compiti più difficili. Per quanto riguarda la tensione, i moduli fotovoltaici hanno molti valori di tensione diversi associati. Inizieremo con quelli facili e andremo avanti da lì.

In questo articolo imparerai a conoscere:

• Tensione a circuito aperto (VOC)
• Tensione alla massima potenza (VMP o VPM)
• Voltaggio nominale
• VOC con correzione della temperatura
• Coefficiente di temperatura della tensione.

Tensione a circuito aperto (VOC)

La tensione a circuito aperto è la tensione che viene letta con un voltmetro o un multimetro quando il modulo non è collegato a nessun carico. Ti aspetteresti di vedere questo numero elencato sulla scheda tecnica e sull’adesivo di un modulo fotovoltaico.

Questa tensione viene utilizzata durante il test dei moduli appena estratti dalla scatola e utilizzata in seguito quando si eseguono calcoli VOC con correzione della temperatura nella progettazione del sistema

Tensione alla massima potenza (VMP o VPM)

La tensione alla massima potenza è la tensione che si verifica quando il modulo è collegato a un carico e funziona alla sua potenza massima in condizioni di test standard (STC). Ti aspetteresti di vedere questo numero elencato su un foglio delle specifiche dei moduli e su un adesivo. VMP si trova nel punto della curva su una curva I-V; dove si trova la massima potenza erogata dal modulo.

È importante notare che questa tensione non è facilmente misurabile e inoltre non è correlata alle prestazioni del sistema di per sé. Non è raro che un carico o un banco di batterie riduca il VMP di un modulo o di un array a pochi volt al di sotto del VMP mentre il sistema è in funzione.

La potenza nominale di un modulo fotovoltaico può essere confermata nei calcoli moltiplicando il VMP del modulo per la corrente alla massima potenza (IMP). Il risultato dovrebbe darti P@MPP o potenza al punto di massima potenza, lo stesso della potenza di targa del modulo.

Il VMP di un modulo generalmente risulta essere 0,5 volt per cella collegata in serie all’interno del modulo. È possibile fare riferimento al grafico per trovare valori VMP tipici per diversi tipi di moduli cristallini.

Tensione nominale

La tensione nominale è la tensione utilizzata come metodo di classificazione, come riporto dai giorni in cui i sistemi a batteria erano le uniche cose in funzione. NON ti aspetteresti di vedere questo numero elencato sulla scheda tecnica e sull’adesivo di un modulo fotovoltaico. Questa nomenclatura ha funzionato molto bene perché la maggior parte dei sistemi aveva banchi di batterie da 12V o 24V. Quando avevi una batteria da 12V da caricare, usavi un modulo da 12V, fine della storia. Lo stesso valeva con i sistemi a 24V.

Poiché la ricarica era l’unico gioco in città, le esigenze delle batterie determinavano quante celle all’interno del fotovoltaico dovevano essere cablate in serie e/o in parallelo, in modo che nella maggior parte delle condizioni atmosferiche i moduli solari funzionassero per caricare le batterie.

I moduli a 12V avevano generalmente 36 celle cablate in serie, che nel corso degli anni è risultato essere il numero ottimale per una ricarica affidabile di batterie da 12V. È logico che un sistema a 24 V vedrebbe i numeri raddoppiare. Tutto ha funzionato molto bene in questo sistema solare fuori rete come e si è evoluto lungo la stessa nomenclatura in modo che quando avevi una batteria da 12V e volevi l’energia solare, sapevi che dovevi ottenere un modulo “12V” e un controller “12V”.

Anche se la tensione del modulo solare poteva essere di 17 V CC e il regolatore di carica si caricava a 14 V, mentre l’inverter funzionava felicemente con un ingresso di 13 V CC, l’intero sistema era composto da componenti “nominali” da 12 V in modo che tutto lavorare insieme. Questo ha funzionato bene per un bel po’ fino a quando la tecnologia del punto di massima potenza (MPPT) non è diventata disponibile e ha iniziato a spuntare.

Ciò significava che non tutto il fotovoltaico caricava necessariamente le batterie e che, con l’evoluzione della tecnologia MPPT, anche quando il fotovoltaico veniva utilizzato per caricare le batterie, non era più necessario utilizzare la stessa tensione nominale del banco batterie.

Gli inverter di stringa e hanno cambiato il gioco per i moduli, poiché non erano più costretti nella loro progettazione a essere vincolati alle esigenze di tensione delle batterie a ciclo profondo. Questo spostamento ha consentito ai produttori di realizzare moduli in base alle dimensioni fisiche, alle caratteristiche di potenza e all’utilizzo di altri materiali che hanno prodotto tensioni dei moduli completamente estranee alle batterie.

Il primo e più popolare cambiamento avvenne in quelli che oggi vengono generalmente chiamati moduli “nominali” a 18V. I moduli hanno acquisito questo nome perché il numero di celle e i valori nominali di tensione funzionale li collocano proprio tra le due categorie esistenti di moduli fotovoltaici “nominali” da 12 V e 24 V. Sono seguiti molti moduli con da 48 a 60 celle, che hanno prodotto tensioni che non corrispondevano direttamente ai componenti del sistema nominali 12V o 24V.

VOC corretto per la temperatura

Il valore VOC corretto per la temperatura è necessario per garantire che quando le basse temperature aumentano il VOC di un array, le altre apparecchiature collegate come i controller MPPT o gli inverter Grid Tie non vengano danneggiati. Questo calcolo viene eseguito in uno dei due modi. Il primo modo prevede l’utilizzo del grafico in NEC 690.7. Il secondo modo prevede l’esecuzione di calcoli con il coefficiente di temperatura della tensione e la temperatura locale più fredda.

Il coefficiente di temperatura della tensione rappresenta la variazione di tensione in base alla temperatura. Generalmente viene utilizzato per calcolare le situazioni di temperatura fredda/tensione superiore per la selezione di array e componenti in climi più freddi.

Questo valore può essere presentato come una variazione percentuale rispetto alle tensioni STC per grado o come una variazione del valore di tensione per una variazione di temperatura di grado. Queste informazioni non erano facilmente reperibili in passato, ma ora sono più comunemente visualizzate sulle pagine delle specifiche e talvolta sugli adesivi dei moduli.