ZNACZENIE WARUNKÓW WIATROWYCH W FUNKCJONOWANIU MODUŁÓW FOTOWOLTAICZNYCH

Wyznaczane w warunkach standardowych dane dotyczące parametrów pracy modułów fotowoltaicznych dostarczane przez producentów nie pokrywają się z faktycznymi rezultatami otrzymywanymi podczas działania modułów w realnych warunkach. Z tego względu istotne jest testowanie modułów w zewnętrznych instalacjach oraz symulowanie pracy modułów z uwzględnieniem wpływu czynników zewnętrznych takich jak: natężenie promieniowania słonecznego, temperatura
i prędkość wiatru. Sprawność ogniw fotowoltaicznych, podobnie jak innych urządzeń półprzewodnikowych, zależy w znacznym stopniu od temperatury, w której ogniwo działa. Zwiększenie temperatury powoduje wzrost energii elektronów
i zwężenie przerwy energetycznej półprzewodnika. W przebiegu charakterystyki
I-V ogniwa jest to widoczne jako spadek wartości napięcia obwodu otwartego
i niewielki wzrost wartości natężenia prądu zwarcia. W praktyce na temperaturę ogniwa wpływ ma zarówno moc padającego promieniowania słonecznego jak
i temperatura zewnętrzna oraz siła wiatru. W wielu ośrodkach na świecie  prowadzone są eksperymentalne obserwacje pracy modułów fotowoltaicznych wykonanych w różnych technologiach i zainstalowanych w różnych warunkach klimatycznych. Przedmiotem analiz przeprowadzonych w przedstawionej pracy jest znaczenie czynników zewnętrznych, w szczególności wiatru w działaniu cienkowarstwowych ogniw fotowoltaicznych wykonanych z amorficznego krzemu. Obliczenia oparte na teoretycznym modelu wskazują na chłodzącą rolę wiatru o prędkościach do ok. 10 m/s oraz związane z tym podwyższenie sprawności modułów. Dalszy wzrost prędkości wiatru nie ma istotnego wpływu na wartości sprawności. Moduły z krzemu amorficznego cechuje dobra odporność na wahania temperatury, mogą one więc być stosowane w klimacie o wyraźnie odróżniających się porach roku np. w Polsce. 

Pełny tekst (pdf)

[1] Skoplaki E., Palyvos J.A.: On the temperature dependence of photovoltaic module electrical performance: A review of efficiency/power correlations, Solar Energy, 83, 2009, pp. 614-624.

[2] Olchowik J.M., Jóźwik I., Szymczuk D., Zabielski K., Mucha J., Tomaszewski R., Banaś J., Olchowik S., Adamczyk J., Cieplak T., Zdyb A: Analysis of solar cells efficiency in hybrid solar system under conditions of south-easterly Poland: Proc. of 19^th European Photovoltaic Solar Energy Conference, 7-11 June 2004, Paris, France, pp. 3294-3296.

[3] Olchowik J.M., Gułkowski S., Cieslak K., Jóźwik I., Banaś J., Olchowik S., Zdyb A., Szymczuk D., Adamczyk J., Tomaszewski R., Zabielski K., Mucha J., Cieplak T.: Comparative study of the solar modules performance in the hybrid system in south-easterly Poland during first two years of exploitation, Proc. of 21^th European Photovoltaic Solar Energy Conference, 4-8 September 2006, Dresden, Germany,
pp. 3049-3050.

[4] Schwingshackl C., Petitta M., Wagner J.E., Belluardo G., Moser D., Castelli M., Zebisch M., Tetzlaff A.: Wind effect on PV module temperature: Analysis of different techniques for an accurate estimation, Energy Procedia, 40, 2013, pp. 77-86.

[5] Luque A., Hegedus S.: Handbook of Photovoltaic Science and Engineering, Wiley, 2003, pp. 528-541.

[6] Sharmaa V., Sastryb O.S., Kumarb A., Borab B., Chandela S.S: Degradation analysis of a-Si, (HIT) hetro-junction intrinsic thin layer silicon and m-C-Si solar photovoltaic technologies under outdoor conditions, Energy, 72, 2014, pp. 536-546.

[7] Cieślak K., Gułkowski S., Olchowik J.M.: Influence of dielectric coverage on photovoltaic conversion of silicon solar cells obtained by epitaxial lateral overgrowth, Materials Science-Poland, 30, 2012, 274-277.

[8] Luque A., Hegedus S.: Handbook of Photovoltaic Science and Engineering, Wiley 2003.