Upload
ali-dalkilic
View
222
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
7/25/2019 nt direncitanriov_1b2f9b8d0e6537370b0f0b274687f835
1/29
1
A ()
A :
Madd a a a aa d ba b d d d d ada
daa d. d d dda aaca
baad. Qa b bbd a a a b a.
Na a d ba a aada . P (+) (
) aada aada a a ad. B d a d
a ad ba a d aada daa , dda ba
daa ad. A aada a aa a d
d aa. Bb a d a b b badda aa. Bc
bb a d ba b ab aa adada b bad .Kaba
aada b, b (aa b) aa adad. Ea bbd baa. A d
aba aa bad, aa badda aa da aa ad . Ada aa
ba aa ab aa d , ab a ada d. B abada
aa daaa , abaa K (), L (), M (), N (), O (), P (), Q() d. Aa aa a aa ba aa ( ) , aa() a a( ) aaa. Vaa a, b aaa a d aa aaa b a b. Aca aa badda 8 a d
aaa a a. E aa b a a a , b a
a a. P da b aa , a d d aa b
a bada aa bc d a a .
, aa a a bada a aada d .
Bada (V) cd , b b V
a ada a c aad aa ad d. B add aa badda
a , a a aa dda bada aab.
7/25/2019 nt direncitanriov_1b2f9b8d0e6537370b0f0b274687f835
2/29
2
Yasak Blge(Enerji Boluu)
Valans Band
Enerji Band
Bo (elektronsuz)letim Band
YALITKAN
MALZEME
ekilFarkl malzeme guruplarna ilikin enerji bandlarnn ematik gsterimi
Yar iletken malzemelerin valans bandlar ilave elektron katks ieriyorsa bu tip malzemelere n-tipi yar
iletken denir. rnein silikon veya germanyum atomlarnn kendi aralarnda oluturduklar kovalent ba
yapsna valans elektron says 5 olan arsenik, antimon, bizmut ve fosfor gibi atomlarn az miktarda
eklenmesi ile n tipi malzeme oluur. Benzer ekilde yar iletken malzemelerin valans bandlarndaki elektron
7/25/2019 nt direncitanriov_1b2f9b8d0e6537370b0f0b274687f835
3/29
3
katks azaltlrsa bu tip malzemelere p-tipi yar iletken denir. rnein silikon veya germanyum atomlarnn
kendi aralarnda oluturduklar kovalent ba yapsna valans elektron says 3 olan indiyum, boron,
alminyum ve galliyum gibi atomlarn az miktarda eklenmesi ile p tipi malzeme oluur.
ekilSilikonlarn oluturduklar kovalent ba, arsenik katks ile elde edilmi n-tipi malzeme ve indiyumkatks ile elde edilmi p-tipi malzeme
Yada aaaa da a a
aada d . a a d d b b aaa
aada aa aada d dda a d aada dd aaa
d a. Bc aa , aa da a . Na aa a
aa aada a a a. Aca b aada da
a a aada aaa d aa da ad. B d b d b
daa.
7/25/2019 nt direncitanriov_1b2f9b8d0e6537370b0f0b274687f835
4/29
4
a bada a aada . a bd aa
baddda c da dda b c aa adad.
a b a ab dbcd ac dad. B d ad b
ac d. G c ac bda .
ekil p ve n tipi yar iletken malzemelerin enerji band diyagramlar
:Fa bbd a a a a b (c c)
ada adaa dda b a aada a a aa aaab.
Vaa aa d , aa a d aca a. E
a a b bad d daa aa a bada .
Bc a a a ad d . D + ;
()
7/25/2019 nt direncitanriov_1b2f9b8d0e6537370b0f0b274687f835
5/29
5
Fa daa baa, aaa aa db.
c I (3.108/) Fa () Daa b ()
F ;
E Fa () Pa ab (6,626 .1034.)
: da b d abc b a daa b ad. B
dda a b (NOT: bad ).
ad.
7/25/2019 nt direncitanriov_1b2f9b8d0e6537370b0f0b274687f835
6/29
6
d c daa b 1.057 d a a 1 aa d
daa aa a. B dda aa a c d aa aa a.
:
dVdV
da a aa:
7/25/2019 nt direncitanriov_1b2f9b8d0e6537370b0f0b274687f835
7/29
7
dV
Id d d a (A) (1,6021019 C)
Vd d a d a (V) Ba ab (1.3811023 /)
I0T da a (A) T K aa ca
25C ca aa d;
(25C d):T da a 109 A a d bca a d 25 C cada
aada a da aa.
) ada (a d ), ) 1A, ) 10A
:
C A AA B
B PV c aa b a d bd. I aada
abb dc, abb d a aa aa cada a
b bd, aa aca aa d .
7/25/2019 nt direncitanriov_1b2f9b8d0e6537370b0f0b274687f835
8/29
8
e
)(+ }
J bd aca b a ac b d d a
. I2.Rd d , aa d c PV
c ca a.
D d baaa d cd da adc a d d bca aa.
a d b a d d d d b d aaa.
B PV c ba a aada d . F aa aa
aaa a aa . Hc , aa d aca
b ada aca a ac b aaa ad. Aca a a d
c b ca aa , b ca ada b ac .
7/25/2019 nt direncitanriov_1b2f9b8d0e6537370b0f0b274687f835
9/29
9
C D
BA D D
B PV c ba d d aada bd.
+
V
DI
I
Dd da a aa a ad a d a aa a . G b PV cda aa b aac ,
() Ka d a (IC)() A d (VOC)
a.
0=V
SCII =
=
+
OCVV
0=I
Yada d d d aaa aa d d db
Idd a aa;
Yada d aaa b PV c a b.
7/25/2019 nt direncitanriov_1b2f9b8d0e6537370b0f0b274687f835
10/29
10
:100 c2aaa a b PV c d da a I0=1012A/c2d. Ta ada 25
Cd 40 A/c2 a d Ic a a PV c a %50 ada a d
aa aa d
:
7/25/2019 nt direncitanriov_1b2f9b8d0e6537370b0f0b274687f835
11/29
11
DA D D
Ba d a dc a baa d b R dc aa b aa
dc ( aa dc) a d aada d d d.
pR
sR
I
I
V+
scI pI
dV
+
V
dV
SCI
I
pR
rpI
sR
dI
V+
I
I
B dda a aada aa ;
Hc ca 25C ab dd ada ab ada;
Gc b d a ad I, V aa b aaa c
a a d. B aaa Vdd I V d aa aa.
d a aaa aa,
7/25/2019 nt direncitanriov_1b2f9b8d0e6537370b0f0b274687f835
12/29
12
c d d add aa I ,
Gc b b Vd d I a aa aaab. Haaa I a aaa
d V aaab.
B
T aa b PV c 2530 c2 a b aaa a , aa 1W . Y d
db b PV c aa aa baa b b aaa a b d d d. B PV
a a a a c d d aa baa .
, c d, d a, a b aaa d d .
Hc baaaa d a.
7/25/2019 nt direncitanriov_1b2f9b8d0e6537370b0f0b274687f835
13/29
13
, 40 ad c baaa; . Md baaaa d d.
1
2
sn
+
1V
+
2V
+
nV
+
nV
V
V
V
+
+
+
=
...
2
1 Akm(
A)
SCI
Md aa baaaa, d aaaca a a aaa.
1I 2I nI V
nIIII +++= ...21
aa d baaa a d d d .
7/25/2019 nt direncitanriov_1b2f9b8d0e6537370b0f0b274687f835
14/29
14
+
V
I1 2
1
2
sn
+
V
I1 2
1
2
sn
Akm(
A)
E a PV a b da ad d ad aa bd d , abaa aada d b .
+
)(panelV
)(panelI1 2 pn
1
2
sn
B dda a a,
7/25/2019 nt direncitanriov_1b2f9b8d0e6537370b0f0b274687f835
15/29
15
Hc baaa d d d d d a da a dd,
aa a.
:B PV d ba d 40 cd daa d. 1/ 2 ada ada b
c a d a IC= 4,0 A 25C c cada d da a d. Paa
aa d R= 7,2 d R= 0,006d
)G, a aaabc a, c 0,5 aa.
)I a V b aaa c .
:)
7/25/2019 nt direncitanriov_1b2f9b8d0e6537370b0f0b274687f835
16/29
16
)
0,40 3,94 15,91 62,670,41 3,94 16,31 64,200,42 3,93 16,71 65,700,43 3,93 17,11 67,18
0,44 3,92 17,51 68,620,45 3,91 17,91 70,000,46 3,89 18,31 71,300,47 3,87 18,71 72,470,48 3,84 19,11 73,440,49 3,80 19,51 74,12
0,51 3,64 20,31 73,940,52 3,50 20,72 72,530,53 3,30 21,12 69,630,54 3,00 21,53 64,500,55 2,55 21,94 56,020,56 1,90 22,35 42,48
=40 ; RP=7,2 ; R=0,006 ; ; IC= 4,0 A (1 W/2adada)
AA A
Bir PV hcrenin elektriksel karakteristii genellikle (i-v)=(akm gerilim) karakteristii ile temsil edilir.
Gerilim
13
2
Maksimum gcn eldeedildii nokta
Akm
Isc
Voc0
ekil ...Bir PV Modle ilikin akm- gerilim karakteristii
1. Blge :Bu blge iinde gerilim =0 ( sfr) a karlk gelir akm ksa devre ( Isc ) akmdr. Yani bu akm
k ularnn ksa devre edilmesi durumunda ( V=0 ) leceimiz akmdr. Akmn sfr olduu (
I=0 ) noktadaki gerilim ise ak devre gerilimidir. Bu blgede hcre sabit akm kayna gibi alp
ayn zamanda yk besleyebilecek gerilimi retir.
7/25/2019 nt direncitanriov_1b2f9b8d0e6537370b0f0b274687f835
17/29
17
2. Blge;
Bu bge srt blgesi olup, maksimum g bu blgede oluur. olduundan erisindeki akm gerilim iftleri arplarak buradan kan gleri gerilimine greizilir ise erisi aadaki gibi olur.
V
Pmax
1
2
3Vmax
P
Grld gibi maksimum g srt blgesi olan 2. Blgede meydana gelmektedir. PV g devreleri yaklak olarak elde edecek ekilde ve srt noktasnn biraz sol tarafnda alacak ekilde dizayn edilir.
noktasn tayin etmenin bir dier yolu da erisinin altnda kalan muhtemel en bykdikdrtgeni tespit etmektir. Grld zere dikdrtgen alan, arpm gce eittir, yani max. Gnoktasna eittir.
PV sistemin performansn karakterize eden bir baka faktr ise ( )
7/25/2019 nt direncitanriov_1b2f9b8d0e6537370b0f0b274687f835
18/29
18
Ampirik bir ifade olarak dolum faktr aadaki eitlik ile de yaklak olarak hesaplanabilir.
Dolum faktr ne kadar byk ise, i-v erisi ideale o kadar yakndr.
3. Blge;
Bu blgede ise akm hzl bir ekilde azalmasna karlk gerilimde ufak bir art olur. Bu blgede PV
hcresi sabit gerilim kayna gibi alr.
Bir PV hcre iin enerji dnm verimi, k gcnn giri gcne oran olarak,
verilir. Burada , cinsinden hcre alan olup, ise cinsinden hcre yzeyine den toplam gnenm miktardr.
PV sistem knn ayarlanabilir bir direncine bal olduunu dnelim. Bu durumda sistemin almanoktas, PV sistem ile yk I-V karakteristiklerinin kesitii nokta olacaktr.
B : B PV d a aa a 2 a
ada d d bd. Ba, R (adad Ra = ada dc/d)
NOCT (Na a c a = Na c ca) aad. R NOCT
aa aada abda .
7/25/2019 nt direncitanriov_1b2f9b8d0e6537370b0f0b274687f835
19/29
19
R aaG I, Hc ca,
NOCT aa
G I, Oa ca, R , /
Aada b PV d b aa b aa .
B 36565
Rad (Pa) 65W
Na a 12VLd Waa1 25 a
B365 C (0, 26, 50 75C) C B 365
Ma (Pa)3 65W
Va a Pa (V) 17.6V
C a Pa (I) 3.69AWaad Pa 60W
ccc (Ic) 3.99AOcca (Vc) 22.1V
Tacc Ic (0.0650.015)%/ CTacc Vc (8010)V/C
Tacc (0.50.05)%/ CNOCT (A20C; 0.8W/2 ; d 1/) 472CMa a 20AMa a 600V (U.. NEC & IEC 61215 a)
1000V (TV Rada)
C:
DL: 1111 (43.7) Wd: 502 (19.8) D: 50 (1.97)
W: 7.2 (15.9 d)
a C: 36 c (114 114) a 49 accd
Jc B: UVcb 6a ccbc; IP 54, acc PG 13.5,
M20, ccd, cabacc 612 dacab.Taacc2.5 102 (8 14 AWG) .
Dd: cbaddcdd, 18 c
Cc F: Ha 3 (1/8 c) da; Bac: Tda;Ecaa: EVA
Fa: Caaddaa 6063T6 Ua a; C:
7/25/2019 nt direncitanriov_1b2f9b8d0e6537370b0f0b274687f835
20/29
20
Atmosferik artlarn PV Performans zerindeki Etkisi
1. Gne Inmnn Etkisi:
Birimi olan gne nm, gne younluu (sun intensity) veya gne radyasyonu (solarradiation/solar irradiance) olarak da ifade edilir. Foto-akm (PV ksa devre akm) genlii gne younluu
ile doru orantl olarak deiir. rnein %100 gne younluu ( ) altndaki ksa devre akm,%50 gne younluu ( ) altndaki ksa devre akmnn iki katdr.
Genel bir ifade olarak, referans artlardaki ksa devre akmn ve referans gne radyasyonu da ilegsterirsek, farkl gne nm altndaki yeni ksa devre akm
ile ifade edilir. Inm miktar ile ak devre gerilimi arasnda da dorusal bir iliki sz konusu olmasna
ramen nma gre ak devre geriliminin deiimi olduka kktr. Bu aklamalar nda farkl nm
deerlerinde I-V erisi aadaki gibi deiir.
PV hcrenin pratik alma aralndaki foto-dntrme verimi gne radyasyonundaki deiimlerden fazla
etkilenmez. rnein aadaki ekilden anlalaca zere verim 500 ( w / m2 ) ve 1000 ( w / m2) gne
radyasyonlarnda yaklak eittir. Fakat bu ayn gc elde edeceimiz manasna gelmez, nk bulutlu bir
gndeki hcrenin toplad enerjide dk olacandan, yani giri enerjisi azaldndan (verim sabit) k
gcde decektir.
7/25/2019 nt direncitanriov_1b2f9b8d0e6537370b0f0b274687f835
21/29
21
Gne As:PV panel k akm , gne nmnn panel yzeyine dik gelmesi durumunda yaninmn yzey normali ile yapm olduu ann sfr derece olduu durumdaki akm olsun.
YzeyNormali
Inm, G
PVPANEL
Inmn yzey normali ile yapm olduu ann olmas durumunda panelden alnabilecek k akm abal olarak aadaki eitlik ile elde edilebilir.
Burada ifade edilen kosins kanunu ann derece arasnda olmas durumunda iyi sonularverir. nin zerindeki deerlerinde elektriksel k kosins kanuna gre olan ktan nemli derecesapar. de hcre neredeyse hi g retmez.
7/25/2019 nt direncitanriov_1b2f9b8d0e6537370b0f0b274687f835
22/29
22
2. Scakln Etkisi:
Scakln artmas ile PV hcrenin ksa devre akm artarken ak devre gerilimi azalr.
ve sras ile refrans scaklktaki akm ve gerilim olsun. ve ise akm ve gerilimin scaklk katsaylarolsun. Eer iletme scakl kadar artar ise yeni akm ve gerim aadaki gibi olur.
Bu durumda g ifadesi,
ufak deerli terim ihmal edilirse bu ifade aadaki gibi basitletirilir.
7/25/2019 nt direncitanriov_1b2f9b8d0e6537370b0f0b274687f835
23/29
23
Not: ve akm ve gerilim scaklk katsaylar ve iin verilmitir. Baz kitaplarda ve nn nndeki iaret her ikisinde de (+) dr. Ancak bu durumda olarak alnmtr.
Ancak buradaki akm ve gerilim scaklk dzeltme katsaylar, MPP noktas ve noktalar iin ayndeeri genelde almazlar. Bu balamada daha doru bir sonu iin , , , katsaylarverilmelidir.
Burada
Scaklk deiiminin k gc zerindeki etkileri izilir ise, aadaki erisini elde ederiz.
G
V (Volt)
Pmax1
Scak Ortm
Pmax2
Souk Ortm
Buna gre scakla bal PV hcre parametreleri aadaki gibi yazlabilir.
olarak yazlr. Herhangi bir Tscakl iin hesaplanmak istenirse
7/25/2019 nt direncitanriov_1b2f9b8d0e6537370b0f0b274687f835
24/29
24
olarak hesaplanr. Veya
ile hesaplanabilir.
Hcre scakl sadece ortam scaklndan dolay deil ayn zamanda gne radyasyonunun deiimi ile
deiir. PV hcreye gelen radyasyonun elektrie dnmeyen ksm s olarak hcrede aa ktndan
dolay Nominal hcre alma scakl ile tanmlanr. , ortam scakl , gne younluu ve rzgr hz iin tanmlanr.
Farkl ortam scaklklar iin hcre scakl aadaki gibi hesaplanr.
Burda :
Thcre= Hcre Scakl ()Tortam = Ortam Scakl )G = Gne radyasyonu (kW/m2)
RNEK :
24 adet PV hcresinin seri balanmas ile oluturulan lk modln ( ve 1000) standartartlar altnda ksa devre akm, olup ak devre gerilimi ise 18 volttur. Modldeki PV hcreninnominal iletme scakl, ise 35 ortam scakl ve Gne radyasyonununaltnda, modle ilikin yeni ksa devre akmn, ak devre gerilimini ve Maksimumum g deerini
hesaplaynz. Not:PV hcrenin gerilim scaklk katsays ve akm scaklk katsays
ZM
7/25/2019 nt direncitanriov_1b2f9b8d0e6537370b0f0b274687f835
25/29
25
3. Glge Etkisi ve Kprleme (by-pass) Diyotlar:
Bir gne panelinde deiik sebepler dolaysyla, rnein seri bal PV hcre eridinde belirli hcreler glge
etkisine maruz kalabilir. Bu durumda glgeli hcreler fotogerilim retme zelliini kaybedebilir. Fakat
yinede seri bal o eritteki toplam akm balant gerei tamak zorundadr. nk seri bal dier hcreler
hala almaktadr. Glge etkisi dolays ile gerilim retemeyen hcreler doal olarak gte retemez, buna
mukabil yk gibi davranr ve lokal olmak zere kayb ve s oluturur.
G aaa aaca aada da aa. (a) da dda b c
ada , (b) d c a aaad. Ka d a, cd d
() d B dda aada a dc d aa. B dda a
, cd da aaaca.
scI
pR
sR
I
I
)1( nV
VI
I
+
dI
(n-1) inci
hcre
0=sc
IpR
sR
I
I
)1( nV
gVI
I
+
0=dI
(n) inci
hcre
I
I
I
(a) : B c ada, (b) : E c
7/25/2019 nt direncitanriov_1b2f9b8d0e6537370b0f0b274687f835
26/29
26
B c a ad dda , aa c ,
G ada , d dd da,
Yada d b ,
Bada a b c d da daa d aa,
dda a d,
B dda, a b ada, PV d ada aada b ,
Gerilim (V)
Isc
Voc
pIRn
VV +=
Tam gnealtnda I-Verisi
gV V
Tek hcre
glgeli
40 c b PV ad b c aa aa dc dc d. Tc ada aa . Ta add ab b c d aada aa:
(a) Y c aa.
(b) G c d d aa.
(c) G c d acaa a aa.
7/25/2019 nt direncitanriov_1b2f9b8d0e6537370b0f0b274687f835
27/29
27
A d d db PV c baaaa PV d . G
aa ada b c a a aaa. Ya c
aa adaa a aa. PV dd a b b a aa b PV
d cdd aada aaab. Aca c PV d abc
b b da db. K da a ada a d ,
dda a a .
G c a d , d a a d aa cadad (d d d).
pR
sR
I
I
)1( nV
( ) ( IRRVV spnsistem += 1+
A0
0=scI I
pR
sR
I
I
)1( nV
( ) 6.01 = nsistem VV+
A0
0=scI
I
V6.0
7/25/2019 nt direncitanriov_1b2f9b8d0e6537370b0f0b274687f835
28/29
28
G d adc aaaa aa, a aada aa aa
b. G d da 1 c d aa 30 aa ada acaa ab.
B d c d da ca aa aa d c aa aa
d ab.
G aaa aac da c aa a b aa
dd. B d da, b d d b c a aa a b d
a b d b aab. Eb b c d aa d daa
a aca. B d aada d . Ga d aaaca , b d aada
c a aa, aa ada daa aa d d aca.
Akm(
A)
B D: K da a a aa aa d ada daaa aa
aa. K da PV d adc a aaa aa, a aada c d
ca aa a . B b b bd aa PV d aa baaa dda da
. B dda aa a aa d aa d dd a . B a PV
d aca ada ada b d ba da . B ba da
a aada ad bc aa ada a aa.
7/25/2019 nt direncitanriov_1b2f9b8d0e6537370b0f0b274687f835
29/29
I
+