Temperatura e modelo de um díodo
Temperatura de célula: modelo de Faiman
A temperatura da célula determina quanto cai a potência nas horas quentes:
T_célula = T_ambiente + G / ( u_c + u_v · v_vento )
com G = irradiância efetiva no plano (W/m²), v = velocidade do vento (m/s), e:
| Coeficiente | Valor por defeito | Significado |
|---|---|---|
| u_c | 25,0 W/(m²·K) | Perdas por radiação e convecção natural |
| u_v | 6,84 W·s/(m³·K) | Convecção forçada pelo vento |
São os valores de Faiman (2008) / IEC 61853 para módulos em cobertura ventilada. A absortividade do módulo está implícita: não se multiplica de novo por ela. Ambos podem ser alterados em Ajustes avançados: valores menores de u_c e u_v (módulos mal ventilados, integrados na cobertura) dão mais temperatura e mais perda.
Potência do módulo: modelo de um díodo
O módulo é representado pelo circuito equivalente de um díodo com a parametrização do PVsyst (implementada com o pvlib): uma fonte de corrente (fotocorrente), um díodo, uma resistência série R_s e uma resistência paralela R_sh que depende da irradiância. Para cada hora calcula-se o ponto de potência máxima (MPP) com a irradiância efetiva e a temperatura de célula.
| Parâmetro | Significado |
|---|---|
| Número de células em série | – |
| R_s | Resistência série |
| R_sh,ref e R_sh,0 | Resistência paralela a 1.000 W/m² e com irradiância nula |
| γ | Fator de idealidade do díodo |
| α_sc | Coeficiente de temperatura de Isc (A/°C) |
| μ_γ | Variação do fator de idealidade com a temperatura |
| Expoente de R_sh | 5,5 por defeito |
Os parâmetros vêm do ficheiro .PAN do fabricante ou são estimados a partir da ficha técnica: ajusta-se a corrente de saturação para que Voc(STC) coincida com o da ficha e μ_γ para que o modelo reproduza o coeficiente de temperatura de Pmax declarado.
O que se ganha com isto
Face ao modelo empírico clássico (perda linear com a temperatura + correção Huld), o modelo de um díodo:
- reproduz ao mesmo tempo o efeito da irradiância e o da temperatura,
- dá ainda a tensão do ponto de potência máxima de cada hora, usada no inversor e nas perdas dos cabos,
- permite desenhar as curvas I-V e P-V do módulo.
Separação na cascata
A potência é separada em três fatores para a cascata de perdas:
P = P_STC(G) · fator_baixa_irradiância(G, 25 °C) · razão_térmica(G, T_célula)
Validação
Com um módulo de 445 W (Jinko JKM445N, parâmetros do PVsyst) e três casos em Cordovilla (Navarra), a energia DC anual fica a +0,10 %, +0,16 % e +0,26 % da do PVsyst. Ver Validação e limites.
Modo alternativo
Em Ajustes avançados pode escolher o modelo empírico Huld + coeficiente de temperatura em vez do de um díodo. É menos preciso, mas não precisa de parâmetros do circuito.