produzione di energia elettrica con sistemi a celle ... - Il Saturatore

progettazione e simulazione degli impianti fotovoltaici
Calcolo della potenza di una cella fotovoltaica
Il procedimento di calcolo proposto che riporta alla potenza di una cella fotovoltaica, ha
il pregio di tenere conto della non idealità della cella che si modifica attraverso piccole
resistenze poste in serie.
Per questo motivo si usa un coefficiente correttivo di idealità N e la ridefinizione della
J 0, che è la corrente di saturazione inversa della cella.
Si suppone nel seguito che le celle siano a temperatura Tc, calcolata con la (8-48) e sia Ic
(W/m 2 ) la radiazione incidente.
Consideriamo le seguenti quantità tipiche delle celle:
V 0c0= tensione a circuito aperto a 25°C e radiazione AM 1:
I CC0 = densità di corrente di corto circuito a 25°C e radiazione AM1 ;
N = coefficiente di idealità del diodo (può variare tra 1 e 2);
V T = tensione termica: VT = KT/q dove K e la costante di Bolzmann; Q è la carica
dell'elettrone e T la temperatura della cella.
Supponiamo che la tensione a circuito aperto V 0CT e la densità di corrente di corto
circuito con radiazione AM 1 che è la JCCT, dipendano linearmente dalla temperatura:
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V OCT = V 0C0 [1 + hν (Tc - 25)] [V] (8-56)
J CCT = J CCO [1 + hi (T C - 25)] [A/m 2 ] (8-57)
Dalla già nota equazione del diodo a semiconduttore possiamo ricavare la J 0 (corrente di
saturazione inversa):
J O= J CCT/[exp (V oct V T/N)] (8-58)
Se la cella e illuminata con radiazione Ic diversa da quella AM1, la densità di corrente J CC
[A/m 2 ] effettiva e proporzionale all'intensità della radiazione incidente:
Jcc = J CCT Ic/1000 [A/m 2 ] (8-59)
In cui Ic risulta implicitamente diviso per il valore della radiazione ad AM1 (1
KW/m 2 ). Se infine, per effetto del carico applicato, la corrente erogata è J, la tensione
corrispondente, V, è data dall'equazione della cella illuminata:
V = N V T ln [(J cc - J + J O)/J O] (8-60)
La densità di potenza erogata è così facilmente esprimibile:
W = V J [ W /m 2 ] (8-61)
per cui il rendimento della cella è dato dalla seguente espressione:
Walter Morgano Tesi di Dottorato di Ricerca