文摘

除了生成的地磁场从地球核心,电力传输和配送线路、变压器和其他设备产生一定的磁场影响光伏组件的性能。本研究进行了一项实验,研究硅光伏模块的性能受到磁场。电流电压和电压特性被绘制在同一轴系统和允许我们发现,作为一个功能的磁场,光伏模块的电气参数,如最大电力、填充因子、转换效率和阻力在最大功率点。这些电参数被用来计算系列和光伏模块的并联电阻的等效电路。结果表明,太阳能模块的效率受到磁场的存在。然而,环境磁场的大小所产生的电力传输线路和其他设备极低(在10的顺序−2太或更少)的值相比在这项研究中使用的磁场。,很难得出结论,在太阳能光伏安装等领域的影响。

1。介绍

太阳能光伏(PV模块)的性能取决于气候和季节性参数也取决于一些外部因素的存在如电场、磁场和电磁场。

各种研究人员利用理论和实验方法研究气候和季节性的影响条件对光伏模块和到达不同的结果。

Emetere et al。1检查,通过实验测试,太阳辐射违规行为由于气候变化的影响在光伏模块的电气性能。Koffi et al。2]实验调查的操作温度的季节性变化在热带大气条件下硅太阳能模块,包括高浊度(守卫尘埃粒子)。他们的研究结果证实,单晶模块较低温度系数比多晶和非晶太阳能模块。Dia et al。3)研究了在热带气候条件下光伏模块的退化。光伏组件的退化,由于暴露于紫外线辐射、温度、湿度、和气溶胶在萨赫勒地区的环境进行了研究。光伏组件的研究表明,退化更受温度影响以及太阳辐射。在相同的虚荣,Kazem et al。4)调查了灰尘对光伏组件的性能的影响。作者做了一个实验来确定不同污染物的沉积效果(红壤、火山灰、沙子、碳酸钙、硅)电压和输出功率的光伏模块。结果显示下降的光伏模块的电压和功率输出当尘埃颗粒沉积在光伏模块。指出这种下降是强烈依赖于污染物的类型和沉积的水平。研究还指出,火山灰污染物影响最光伏模块的电压和其他污染物。

其他研究人员用实验方法来研究磁场的影响太阳能电池的性能。押注et al。5)用实验方法测量少数载流子的迁移率的基本输入/ GaInAs异质结双极型晶体管在恒磁场。应用磁场垂直于电流的方向。标准magnetotransport理论被用来建立一个关系没有磁场的基极电流,基极电流的变化引起的磁场中,电子的流动,应用磁场的强度。作者得到的电子迁移率的基础上一个NPN型输入/ GaInAs HBT通过测量基极电流的函数应用磁场的强度。结果是同意的价值流动由零场飞行时间测量技术。Vardanyan et al。6)提出了一个方法来衡量所有复合参数(扩散长度、扩散系数、运营商移动,表面复合速度)基地地区的双面太阳能电池被其背部和下恒定磁场应用pn结的表面平行。有两面的太阳能电池用单色光照明和电子光电流的表达和相关的参数是通过求解连续性方程获得。通过测量了两个不同波长短路光电流没有磁场,在磁场的作用下,作者得到了复合太阳能电池的参数。Erel [7]做了一个实验,研究了电场和磁场的影响反应的三种不同类型的太阳能电池(单晶、多晶和非晶硅太阳能电池)。细胞第一次被照明的led灯不同的颜色,其次,钨丝,不同的通量密度。Erel得出短路电流和开路电压下降的磁场的存在从红色蓝色的。为增加光通量强度由钨丝的灯,短路电流和开路电压下降在磁场的存在。

在以前的工作(8)我们已经表明,通过仿真,研究的范围内,磁场影响光伏模块的性能由理想的太阳能电池。

这项工作的目的是调查的潜在负面影响磁场在一个商业硅光伏模块的性能。从实验测量的电流-电压和pv光伏模块的特点,我们发现最大电力、填充因子、转换效率和阻力在最大功率点。然后,我们计算了系列和光伏模块的并联电阻的等效电路。

2。材料和方法

2.1。实验装置

使用的材料试验研究(数据1和2)如下:


图1
摄影实验设置。

图2
在U形的实验设置((1)电感;(2)调查;(3)自耦变压器)。

(我)单晶硅光伏模块的特征如下:(一)最大的电力 = 5 w(b)在最大功率点电压: = 17.50 v(c)当前最大功率点: = 0.29(d)开路电压: = 22.05 v(e)短路电流: = 0.32(f)的表面光伏模块: = 270厘米2

(2)在U形的一个电感用于磁场的创建

(3)设备用于测量磁场的强度,由探测器和一个毫伏表

V (iv)两个直流发电机:31.5——2.5

(v)三个可变电阻:3300Ω- 0.25 - 1000 -0.5Ω,100Ω- 1.5

(vi)磁电式电流表和磁电电压表

(七)铁磁电压表和铁磁电流计

(八)铁磁毫伏表

(九)一个自耦变压器:400 V-13A

(x)日射强度计、标准st - 1307测量太阳辐照度

(xi) Midi记录器GL 200 a测量温度T1正面的光伏模块,温度T2在光伏模块的背面,环境温度T3

自耦变压器是用来改变通过U电感电流的强度位于1厘米的光伏模块,通过改变电源电压。因此,创建磁场的强度变化。光伏模块提供的电流的变化是通过电荷的变化阻力Rh。

值得注意的是,测试是在瓦加杜古位于北纬12.37°N和经度1.52°W。

2.2。磁场测量
2.2.1。磁场测量装置

的探头用于测量磁场强度是一个线圈;这是图所示3。这个线圈是一个环形电感器的直径是450毫米,它是由10个循环。1毫米的循环是由铜2与绝缘体截面和保护。这个探针定位部分的磁路的电感产生的磁场。调查被连接到一个铁磁类(图0.5的毫伏表3)。


图3
设备(探针)用于测量磁场。

该方法用于测量磁场的原理是电磁感应。

2.2.2。测定Teslametric常数

我们假设不饱和电感;因此,它生成一个正弦磁场的瞬时值给出 磁场的振幅。

产生的正弦磁场在U形的电感的线圈产生磁通通过调查。这个磁通的瞬时值给出 N是循环的数量的探测线圈的年代是部分。

线圈的感应电动势及其有效的值是用毫伏表测量。的瞬时值电动势感应线圈是表现在以下几点: 电动势的振幅的表达式是由 因此,我们之间的关系推导出有效磁场和价值的电动势之一 B是磁场的有效价值,E是有效值的电动势感应线圈,然后呢 是teslametric常数。

在这项研究中,teslametric常数的值 。

知道teslametric常数的值,我们推导的有效价值的磁场测量电动势的有效价值。

有效的磁场值表1。

表1
有效的磁场值。

图4是一个阴谋的有效值磁场反电动势的有效值。


图4
有效磁场的价值和有效的电动势值。

我们使用图4,这是一个直线经过原点的轴,决心的磁场的有效价值。

3所示。结果与讨论

3.1。实验电流-电压特性

图的实验装置1允许我们测量光伏模块提供的强度可变电荷电阻和电压四个磁场强度的常量值。表中给出的测量结果2。

表2
光伏模块的电流和电压值与磁场的强度和太阳辐照度的600 W / m2。

结果在表2显示,从短路、开路,电流的强度降低,当应用磁场的强度增加。

我们注意到环境温度T3高于温度T1以正面的光伏模块。温度T1也高于温度T2以光伏模块的背面。

图5是实验的情节光伏模块的电流-电压曲线为不同的磁场值。


图5
实验在不同强度的磁场电流-电压特性。

实验电流-电压曲线有相同的形状的理论电流-电压曲线通过模型在先前研究Combari et al。8]。毫伏特斯拉的磁场强度(mT)是不同的从0到15日0到30日0到50,短路电流下降了14%,22%,和34%,分别在开路电压稍微增加了5%,5%,和8%,分别。

3.2。试验电压特性

实验值在表2允许我们计算出电力的光伏模块可以提供到外部。结果在表3。

表3
电力、光伏模块的电压与磁场的强度的太阳辐照度600 W / m2。

结果表明,电力随磁场的增加,除了点接近开路电压。电力的减少意味着,随着磁场的增加,减少电流比电压的增加更重要。

图6是电力的阴谋和电压在不同强度的磁场。


图6
实验与电压在不同强度的磁场。

图6也是按照理论电压特性是通过造型Combari et al。(以前的研究8]。它可以观察到,随着磁场强度的增加,电力在最大功率点降低。同时,随着磁场强度的增加,曲线变得平缓,向右转向开路电压。因此,最大功率点走向大的电压值但降低当前的值,因此减少了电力。事实上,正如毫伏特斯拉的磁场强度(mT)是不同的从0到15日0到30日0到50,在最大功率点电力下降了约9%,21%,和48%,分别。

3.3。光伏模块的特征值

本节我们提出光伏模块的特点的影响下的磁场。特点包括电流、电压、充电电阻在最大功率点(MPP)系列和分流电阻,最大电力、填充因子和转换效率。

3.3.1。光伏模块的电气参数

电气参数(电流和电压在最大功率点,最大电力、填充因子、转换效率、阻力和电荷在最大功率点)磁场下的光伏模块使用方法发现在以前的作品(8,10]。

在测试期间,测量电流-电压特性和pv,太阳辐照度也一起同时测量。相对应的保留值是那些600 W的太阳辐照度测量。这一事件辐照度落在光伏模块通过公式计算 和发现16.20 W; 的表面光伏模块,定义节吗2。1。上述事件辐照度计算是用于转换效率的计算。

这项研究的结果发表在表4。

表4
光伏模块的电气参数对磁场的强度和太阳辐照度的600 W / m2。

一方面,这些结果表明,最大电力及相关转换效率降低磁场的增加;另一方面填充因子和最大功率点的电阻随着磁场的增加而增加。这些实验结果符合研究的结果在一个硅太阳能电池(10,11)和一个硅光伏模块(8,11]。

本研究的范围内,很明显,太阳能模块的效率受到磁场的存在。然而,环境磁场的大小所产生的电力传输线路和其他设备极低(在10的顺序−2太如表中所示5)与磁场的值用于这项研究。,很难得出结论,在太阳能光伏安装等领域的影响。

表5
从高压输电线路磁场9]。
3.3.2。系列和光伏模块的并联电阻的等效电路

系列的实验值和光伏模块的并联电阻的等效电路计算方程提出了Combari et al。8]。

表6给出了系列和光伏模块的并联电阻的等效电路。

表6
系列和光伏模块的并联电阻的等效电路的函数的磁场和太阳辐照度的600 W / m2。

的值系列和光伏模块的并联电阻的等效电路和磁场的强度增加。这是符合理论研究的成果(8]。

4所示。结论

本实验研究表明,光伏模块的最大电力输出,因此它的转换效率,减少当磁场的强度增加。相反,填充因子和最大功率点的电阻随着磁场的强度增加。系列的实验值的增加,光伏模块的并联电阻的等效电路在磁场下确认其电阻行为称为磁阻。

因此,最大的电力转换效率是两个电气参数非常依赖于应用磁场的强度。因此,相对的存在重要的磁场附近光伏模块降低其性能。

然而,很难得出结论是否环境磁场所产生的电力传输线路和其他设备对太阳能光伏安装有明显影响,因为这些领域的大小相比非常低的值在这项研究中使用的磁场。

作者建议进一步研究,将会缩小到磁场的顺序的生成的电力传输线路、变压器等设备。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关这篇文章的出版。

确认

作者要感谢国际科学计划的支持(ISP)的研究小组。