¿Cómo aumenta / disminuye la salida de voltaje de una célula solar?

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Estoy confundido sobre cómo funcionan el voltaje y la corriente en una célula solar. Sé que la corriente se ve afectada por la cantidad de luz solar que la celda recibe del sol, y el voltaje de la celda se basa en el campo eléctrico de la unión PN.

Cuando aprendí sobre las células solares, pensé que el voltaje era constante o al menos casi constante, pero al observar las curvas I-V, el voltaje aumenta por alguna razón y no estoy seguro de por qué. Vi un video que comparaba la salida de voltaje de una célula solar en diferentes resistencias, que cambiaba a medida que cambiaba la resistencia, ¿es por eso que aumenta el voltaje? Además, si este es el caso, ¿este voltaje medio depende de la corriente y la resistencia de un circuito (en lugar de que la corriente sea dependiente del voltaje y la resistencia del circuito) porque aprendí que la ley de Ohm establece que la corriente depende de El voltaje y la resistencia, no al revés. ¿O simplemente estoy pensando en esto de manera incorrecta? ¡Gracias por ayudarme!

    
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Ayuda a comprender que una célula solar es solo un diodo de silicio común (pero muy ancho). Tiene la misma curva.

A medida que genera corriente, la tensión aumenta. A medida que aumenta el voltaje, el diodo comienza a conducir (por encima de 0,4 V) y se corta. Esto limita el voltaje.

Más sol = más corriente, y se mueve más hacia arriba en la curva del diodo (voltaje directo).

"Ah, ja" Te escucho decir, "pero, ¿cómo es que esto está sucediendo a menos de 0.5V, no 0.7V?"

Bueno, es un diodo muy grande, por lo que la corriente por mm es en realidad bastante baja, por lo que no está muy lejos de la curva. Usa el simulador para jugar con el circuito. Comprueba que la corriente es la millonésima parte de lo que hace una célula solar

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

La corriente generada internamente es directamente proporcional a la luz y constante a un nivel de luz dado, 1 fotón ~ = 1 electrón.

Si I = 1A y su carga es 0.2ohms V = E * I da 0.2V a través de la celda (y 0.2W de potencia).

Si Rload = 1ohm, V = 1V, pero, el diodo conduce a 0.5V. Entonces, 0.5A pasa a través de Rload, y por lo tanto, 0.5A va internamente a través de la unión del diodo (y se pierde), y solo sale la mitad de la potencia (0.5Ax0.5V = 0.25W).

Si RLoad era 0.4ohm, V = 0.4V, y toda la potencia (0.4W) llega a la carga

Por lo tanto, Rload tiene que cambiar a medida que cambia la luz / corriente para maximizar la transferencia de potencia. Demasiado alto, se pierde potencia, demasiado bajo se pierde potencia.

Esto conduce al MPPT o al controlador de seguimiento del punto de máxima potencia.

    
respondido por el Henry Crun

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