Heim » Ersatzschaltbildmodell einer Solarzelle

Ersatzschaltbildmodell einer Solarzelle

1950
Analyse des Ersatzschaltbildes einer Solarzelle in einem Elektroniklabor.

(generate image for illustration only)

Eine Solarzelle kann durch ein elektrisches Ersatzschaltbild modelliert werden. Das einfachste Modell umfasst eine Stromquelle, die den durch das Licht erzeugten Strom darstellt ([latex]I_L[/latex]), parallel zu einer Diode, die den p-n-Übergang darstellt. Ein genaueres Modell fügt einen parallelen Shunt-Widerstand ([latex]R_{sh}[/latex]) für Leckströme und einen Serienwiderstand ([latex]R_s[/latex]) für den Kontakt- und Materialwiderstand hinzu.

The equivalent circuit model is a powerful tool for understanding and analyzing the electrical behavior of a solar cell. It abstracts the complex semiconductor physics into a simple circuit diagram with a few key components. The core of the model is an ideal current source that produces a current, [latex]I_L[/latex], directly proportional to the incident light intensity. This represents the generation of electron-hole pairs by photons.

In parallel with this current source is a diode. This diode models the behavior of the p-n junction itself. In the dark, the solar cell is just a diode, and its current-voltage (I-V) characteristic follows the ideal diode equation. When illuminated, some of the photogenerated current is shunted through this internal diode, a process known as recombination, which does not contribute to the output current. The total output current [latex]I[/latex] is therefore the photogenerated current minus the diode current: [latex]I = I_L – I_D[/latex].

For a more realistic representation, two parasitic resistances are added. A series resistance, [latex]R_s[/latex], accounts for the resistance of the metal contacts, the emitter, and the bulk semiconductor material. It causes a voltage drop that reduces the terminal voltage and the fill factor. A shunt resistance, [latex]R_{sh}[/latex], is placed in parallel with the diode and current source. It represents leakage paths for the current across the p-n junction, often due to manufacturing defects. A low shunt resistance provides an alternate path for the photogenerated current, reducing the current delivered to the load. The governing equation for this single-diode model is: [latex]I = I_L – I_0 \left[ \exp\left(\frac{V+IR_s}{n k_B T/q}\right) – 1 \right] – \frac{V+IR_s}{R_{sh}}[/latex], where [latex]I_0[/latex] is the diode saturation current and [latex]n[/latex] is the ideality factor.

UNESCO Nomenclature: 2205
- Elektronik

Typ

Abstraktes System

Unterbrechung

Wesentlich

Verwendung

Weit verbreitete Verwendung

Vorläufersubstanzen

  • Entwicklung der Diodentheorie (Shockley-Diodengleichung)
  • ohm’s law
  • kirchhoff’s circuit laws
  • Erfindung der pn-Übergangssolarzelle

Anwendungen

  • Vorhersage der Solarzellenleistung unter verschiedenen Bedingungen
  • Charakterisierung von Solarmodulen in der Fertigung (IV-Kurvenverfolgung)
  • Entwicklung von Algorithmen zur Verfolgung des maximalen Leistungspunkts (MPPT)
  • Simulation des Verhaltens großer Photovoltaikanlagen

Patente:

NA

Mögliche Innovationsideen

!Professionals (100% free) Mitgliedschaft erforderlich

Sie müssen ein Professionals (100% free) Mitglied sein, um auf diesen Inhalt zugreifen zu können.

Jetzt teilnehmen

Sie sind bereits Mitglied? Hier einloggen
Related to: equivalent circuit, solar cell model, series resistance, shunt resistance, diode, photocurrent, i-v curve, fill factor.

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert

VERFÜGBAR FÜR NEUE HERAUSFORDERUNGEN
Maschinenbauingenieur, Projekt-, Verfahrenstechnik- oder F&E-Manager
Effektive Produktentwicklung

Kurzfristig für eine neue Herausforderung verfügbar.
Kontaktieren Sie mich auf LinkedIn
Integration von Kunststoff-Metall-Elektronik, Design-to-Cost, GMP, Ergonomie, Geräte und Verbrauchsmaterialien in mittleren bis hohen Stückzahlen, Lean Manufacturing, regulierte Branchen, CE und FDA, CAD, Solidworks, Lean Sigma Black Belt, medizinische ISO 13485

Wir suchen einen neuen Sponsor

 

Ihr Unternehmen oder Ihre Institution beschäftigt sich mit Technik, Wissenschaft oder Forschung?
> Senden Sie uns eine Nachricht <

Erhalten Sie alle neuen Artikel
Kostenlos, kein Spam, E-Mail wird nicht verteilt oder weiterverkauft

oder Sie können eine kostenlose Vollmitgliedschaft erwerben, um auf alle eingeschränkten Inhalte zuzugreifen >Hier<

Historischer Kontext

(wenn das Datum nicht bekannt oder nicht relevant ist, z. B. "Strömungsmechanik", wird eine gerundete Schätzung des bemerkenswerten Erscheinens angegeben)

Verwandte Erfindungen, Innovationen und technische Prinzipien

Nach oben scrollen

Das gefällt dir vielleicht auch