Temperatura e modello a un diodo
Temperatura di cella: modello di Faiman
La temperatura della cella determina quanto cala la potenza nelle ore calde:
T_cella = T_ambiente + G / ( u_c + u_v · v_vento )
con G = irradianza efficace sul piano (W/m²), v = velocità del vento (m/s), e:
| Coefficiente | Valore predefinito | Significato |
|---|---|---|
| u_c | 25,0 W/(m²·K) | Perdite per irraggiamento e convezione naturale |
| u_v | 6,84 W·s/(m³·K) | Convezione forzata dal vento |
Sono i valori di Faiman (2008) / IEC 61853 per moduli su copertura ventilata. L'assorbanza del modulo è implicita: non si moltiplica di nuovo. Entrambi si possono cambiare in Impostazioni avanzate: valori minori di u_c e u_v (moduli poco ventilati, integrati nella copertura) danno più temperatura e più perdita.
Potenza del modulo: modello a un diodo
Il modulo è rappresentato con il circuito equivalente a un diodo con la parametrizzazione di PVsyst (implementata con pvlib): una sorgente di corrente (fotocorrente), un diodo, una resistenza serie R_s e una resistenza parallelo R_sh che dipende dall'irradianza. Per ogni ora si calcola il punto di massima potenza (MPP) con l'irradianza efficace e la temperatura di cella.
| Parametro | Significato |
|---|---|
| Numero di celle in serie | – |
| R_s | Resistenza serie |
| R_sh,ref e R_sh,0 | Resistenza parallelo a 1.000 W/m² e a irradianza nulla |
| γ | Fattore di idealità del diodo |
| α_sc | Coefficiente di temperatura di Isc (A/°C) |
| μ_γ | Variazione del fattore di idealità con la temperatura |
| Esponente di R_sh | 5,5 predefinito |
I parametri provengono dal file .PAN del produttore o vengono stimati dalla scheda tecnica: si regola la corrente di saturazione affinché Voc(STC) coincida con quella della scheda e μ_γ affinché il modello riproduca il coefficiente di temperatura di Pmax dichiarato.
Cosa si guadagna
Rispetto al modello empirico classico (perdita lineare con la temperatura + correzione Huld), il modello a un diodo:
- riproduce insieme l'effetto dell'irradianza e quello della temperatura,
- fornisce anche la tensione del punto di massima potenza di ogni ora, usata nell'inverter e nelle perdite dei cavi,
- permette di disegnare le curve I-V e P-V del modulo.
Separazione nella cascata
La potenza si separa in tre fattori per la cascata delle perdite:
P = P_STC(G) · fattore_bassa_irradianza(G, 25 °C) · rapporto_termico(G, T_cella)
Validazione
Con un modulo da 445 W (Jinko JKM445N, parametri di PVsyst) e tre casi a Cordovilla (Navarra), l'energia DC annua si discosta di +0,10 %, +0,16 % e +0,26 % da quella di PVsyst. Vedi Validazione e limiti.
Modalità alternativa
In Impostazioni avanzate puoi scegliere il modello empirico Huld + coefficiente di temperatura invece di quello a un diodo. È meno preciso ma non richiede i parametri del circuito.