ولتاژ مدار باز یا Voc بیشترین ولتاژی است که پنل در حالت بدون بار تولید میکند. جریان اتصال کوتاه یا Isc نیز بیشترین جریان پنل در حالتی است که دو سر خروجی آن مستقیماً به یکدیگر متصل باشند. این دو مقدار برای طراحی ایمن استرینگ، انتخاب اینورتر، کابل، فیوز و تجهیزات حفاظتی استفاده می‌شوند.
پنل در حالت Voc تقریباً هیچ جریانی به بار نمی‌دهد و در حالت Isc نیز ولتاژ خروجی آن نزدیک صفر است؛ بنابراین هیچ‌کدام نقطه کار عادی پنل نیستند. نقطه کار واقعی معمولاً نزدیک Vmp و Imp قرار دارد.
اندازهگیری Isc به معنای اتصال کوتاه کنترل‌شده خروجی پنل است و می‌تواند جرقه، قوس DC و آسیب ایجاد کند. این آزمون باید با ابزار مناسب، شرایط ایمن و توسط فرد متخصص انجام شود.
روی پلاک پنل خورشیدی چه پارامترهایی نوشته میشود؟
مقادیر نامی معمولاً در شرایط استاندارد آزمون یا STC ثبت می‌شوند: شدت تابش ۱۰۰۰ وات بر مترمربع، دمای سلول ۲۵ درجه سانتی‌گراد و طیف استاندارد خورشید. شرایط واقعی سایت معمولاً با STC متفاوت است.
ولتاژ مدار باز یا Voc چیست؟
وقتی خروجی پنل به هیچ مصرف‌کننده‌ای متصل نیست، مدار باز است. در این وضعیت جریان خروجی تقریباً صفر است و ولتاژ دو سر پنل به بیشترین مقدار خود می‌رسد. این مقدار Voc نام دارد.
- برای محاسبه حداکثر ولتاژ استرینگ استفاده میشود
- با کاهش دمای سلول افزایش مییابد
- از Vmp بیشتر است
- نباید از حداکثر ولتاژ ورودی اینورتر عبور کند
- در تست اولیه سلامت پنل کاربرد دارد
- به‌تنهایی نشان‌دهنده توان قابل‌استفاده پنل نیست
جریان اتصال کوتاه یا Isc چیست؟
اگر دو سر مثبت و منفی پنل از طریق ابزار اندازهگیری مناسب به یکدیگر متصل شوند، ولتاژ خروجی نزدیک صفر میشود و بیشترین جریان قابل‌تولید پنل عبور میکند. این مقدار Isc نام دارد.
- برای تعیین جریان طراحی کابل و حفاظت استفاده میشود
- با افزایش شدت تابش تقریباً افزایش مییابد
- معمولاً کمی از Imp بیشتر است
- به دمای سلول کمتر از Voc حساس است
- در اتصال موازی پنل‌ها با هم جمع میشود
- آزمون آن باید با ابزار دارای رنج DC مناسب انجام شود
تفاوت Voc و Isc با Vmp و Imp چیست؟
| پارامتر | تعریف | کاربرد اصلی |
|---|---|---|
| Voc | ولتاژ پنل در جریان صفر | کنترل حداکثر ولتاژ ورودی |
| Isc | جریان پنل در ولتاژ نزدیک صفر | طراحی جریان و حفاظت |
| Vmp | ولتاژ در نقطه بیشینه توان | بررسی محدوده MPPT |
| Imp | جریان در نقطه بیشینه توان | برآورد جریان کاری |
حاصل Voc ضربدر Isc توان واقعی پنل نیست؛ زیرا Voc و Isc در دو وضعیت کاملاً متفاوت اندازهگیری می‌شوند و هم‌زمان رخ نمی‌دهند.
Voc و Isc روی منحنی جریان–ولتاژ کجا قرار دارند؟
منحنی I–V رفتار پنل را از اتصال کوتاه تا مدار باز نشان میدهد. ابتدای منحنی در محور جریان، Isc است و انتهای آن روی محور ولتاژ، Voc را نشان میدهد. نقطه زانویی منحنی معمولاً محل بیشینه توان است.
دما چه تأثیری بر ولتاژ مدار باز دارد؟
با کاهش دمای سلول، Voc افزایش مییابد و با افزایش دما، کاهش پیدا میکند. به همین دلیل خطر عبور از حداکثر ولتاژ ورودی اینورتر معمولاً در صبح‌های سرد و آفتابی بیشتر است.
ضریب βVoc معمولاً منفی است و در دیتاشیت به‌صورت درصد بر درجه سانتی‌گراد درج میشود. برای دمای کمتر از ۲۵ درجه، حاصل محاسبه باعث افزایش Voc خواهد شد.
در طراحی نهایی باید کمترین دمای تاریخی محل، دمای واقعی سلول، تلرانس ساخت و حاشیه ایمنی مطابق دستورالعمل اینورتر بررسی شود.
تابش خورشید چه تأثیری بر جریان اتصال کوتاه دارد؟
Isc تقریباً با شدت تابش رابطه مستقیم دارد. اگر تابش نصف شود، جریان نیز در برآورد اولیه نزدیک به نصف خواهد شد. در مقابل، ولتاژ با کاهش تابش تغییر کمتری دارد.
- ابر و سایه جریان پنل را کاهش می‌دهند
- آلودگی سطح پنل باعث افت جریان میشود
- زاویه نامناسب تابش مؤثر را کم میکند
- انعکاس و تابش بیشتر می‌تواند جریان را افزایش دهد
- برای طراحی حفاظت، فقط جریان لحظه‌ای عادی کافی نیست
در اتصال سری و موازی چه اتفاقی برای Voc و Isc می‌افتد؟
| نوع اتصال | ولتاژ | جریان |
|---|---|---|
| سری | Voc پنل‌ها جمع میشود | تقریباً برابر جریان یک پنل |
| موازی | تقریباً برابر ولتاژ یک رشته | Isc رشته‌ها جمع میشود |
حداکثر تعداد پنل سری چگونه تعیین میشود؟
ابتدا Voc هر پنل در سردترین دمای محل اصلاح میشود. سپس حداکثر تعداد پنل سری از تقسیم حداکثر ولتاژ ورودی مجاز اینورتر بر Voc اصلاح‌شده به دست می‌آید و به عدد صحیح پایین‌تر گرد میشود.
علاوه بر سقف ولتاژ، Vmp استرینگ در گرم‌ترین شرایط نیز باید بالاتر از حداقل ولتاژ MPPT اینورتر باقی بماند.
جریان آرایه برای اینورتر و حفاظت چگونه محاسبه میشود؟
جریان اتصال کوتاه رشته‌های موازی با یکدیگر جمع میشود. برای انتخاب کابل، کلید، فیوز و ورودی MPPT باید ضرایب افزایش جریان، شرایط محیطی و الزامات استاندارد یا سازنده اعمال شوند.
ضریب طراحی جریان در پروژه‌های مختلف می‌تواند متفاوت باشد. انتخاب تجهیزات باید مطابق استاندارد اجرایی پروژه، دیتاشیت پنل و دستورالعمل سازنده اینورتر انجام شود.
Voc و Isc در انتخاب اینورتر چه کاربردی دارند؟
- Voc سرد استرینگ کمتر از حداکثر ولتاژ DC باشد
- Vmp استرینگ داخل محدوده MPPT قرار گیرد
- Isc آرایه از حداکثر جریان اتصال کوتاه ورودی عبور نکند
- Imp از جریان کاری مجاز هر MPPT بیشتر نباشد
- تعداد رشته‌های موازی با تعداد ورودی‌ها سازگار باشد
- توان DC آرایه با نسبت مجاز DC/AC هماهنگ شود
ولتاژ و جریان باید جداگانه بررسی شوند. مناسب‌بودن توان کل آرایه به‌تنهایی تضمین نمی‌کند که استرینگ با ورودی اینورتر سازگار است.
این پارامترها در انتخاب کابل و حفاظت چه نقشی دارند؟
| تجهیز | پارامتر مؤثر | نکته طراحی |
|---|---|---|
| کابل DC | Imp و جریان طراحی‌شده از Isc | ظرفیت جریان و افت ولتاژ بررسی شود |
| فیوز استرینگ | Isc و حداکثر فیوز سری پنل | جریان برگشتی رشته‌های موازی کنترل شود |
| کلید قطع DC | Voc سرد و جریان آرایه | رده ولتاژ DC و قابلیت قطع کافی باشد |
| SPD | حداکثر ولتاژ مدار | سطح ولتاژ دائم با آرایه سازگار باشد |
| کانکتور | ولتاژ و جریان مدار | مدل‌های ناسازگار با هم ترکیب نشوند |
Voc و Isc چگونه اندازهگیری می‌شوند؟
اندازهگیری Voc
مولتی‌متر روی ولتاژ DC و رنج مناسب قرار می‌گیرد و پراب‌ها بدون اتصال بار به دو سر پنل متصل می‌شوند. مقدار خوانده‌شده با توجه به تابش، دما و دیتاشیت تحلیل میشود.
اندازهگیری Isc
ابزار باید قابلیت اندازهگیری جریان DC بیشتر از Isc پنل را داشته باشد. اتصال باید کوتاه، کنترل‌شده و مطابق دستورالعمل ابزار انجام شود. کلمپ‌متر معمولی بدون ایجاد مدار بسته، Isc را نشان نمی‌دهد.
- پلاریته و رنج ابزار پیش از اتصال بررسی شود
- کانکتورها زیر بار جدا نشوند
- تابش و دمای زمان آزمون ثبت شوند
- نتیجه با پنل مشابه یا دیتاشیت مقایسه شود
- از پراب و ابزار دارای رده ولتاژ مناسب استفاده شود
- در استرینگ‌های ولتاژ بالا آزمون توسط متخصص انجام شود
مثال کامل طراحی استرینگ با Voc و Isc
| مرحله | محاسبه | نتیجه تقریبی |
|---|---|---|
| اختلاف دما | ۱۰- − ۲۵ | ۳۵- درجه |
| افزایش Voc | ۳۵ × ۰.۲۵٪ | ۸.۷۵٪ |
| Voc سرد هر پنل | ۴۹.۵ × ۱.۰۸۷۵ | حدود ۵۳.۸ V |
| حداکثر تعداد نظری | ۱۱۰۰ ÷ ۵۳.۸ | حدود ۲۰ پنل |
| Isc دو رشته موازی | ۲ × ۱۴ | ۲۸ A |
انتخاب نهایی باید با حاشیه ولتاژ، محدوده MPPT، تلرانس پنل، جریان مجاز ورودی و الزامات سازنده کنترل شود.
اشتباهات رایج در استفاده از Voc و Isc
سؤالات متداول Voc و Isc پنل خورشیدی
Voc بیشترین ولتاژ پنل در حالت بدون بار و جریان تقریباً صفر است.
Isc بیشترین جریان پنل هنگام اتصال مستقیم دو سر خروجی در شرایط آزمون مشخص است.
Voc ولتاژ بدون بار است، اما Vmp ولتاژ کاری پنل در نقطه بیشینه توان محسوب میشود.
Isc جریان اتصال کوتاه است و معمولاً کمی بیشتر از Imp، یعنی جریان نقطه بیشینه توان، خواهد بود.
کاهش دمای سلول باعث افزایش ولتاژ آن میشود؛ به همین دلیل طراحی استرینگ باید براساس سردترین دمای محل انجام شود.
برای محاسبه استرینگ و انتخاب اینورتر نیاز به راهنمایی دارید؟
فوتوسان می‌تواند ولتاژ و جریان آرایه، تعداد پنل سری و موازی، محدوده MPPT، کابل و تجهیزات حفاظتی پروژه شما را بررسی کند.
