مدل سازی عملکرد حرارتی و الکتریکی سلول خورشیدی در حضور متمرکزکننده و بدون آن، تحت شرایط مختلف محیطی

مدل سازی و شبیه سازی، نقش بسیار مهمی در طراحی، توسعه و پیش بینی عملکرد سیستم های فتوولتاییک دارد. هدف این مقاله، توسعه یک رهیافت جدید برای شبیه سازی عملکرد الکتریکی و حرارتی سلول خورشیدی در شرایط مختلف محیطی است. مدل سازی حرارت و دما در یک سلول خورشیدی سیلیکونی تجاری، با محاسبه تلفات گرمایی و با روش انتقال حرارت انجام شده است. همچنین اثرات شرایط محیطی مانند تغییرات شدت تابش نور خورشید به‏دلیل استفاده از متمرکزکننده، دمای محیط و سرعت باد بر توزیع دما و عملکرد الکتریکی سلول خورشیدی، بررسی شده است. افزایش شدت تابش نور خورشید با استفاده از متمرکزکننده نسبت به حالت بدون تمرکز در سلول خورشیدی، موجب افزایش توان خروجی خواهد شد. نتایج شبیه ‎سازی نشان می دهد که در شرایط آزمایشی استاندارد، میزان توان خروجی سلول خورشیدی سیلیکونی مدل شده بدون متمرکزکننده برابر 14.3 میلی وات بر سانتیمتر مربع است، درحالی که میزان توان خروجی همان سلول در حضور سیستم متمرکزکننده با نسبت تمرکز دو، به 25.7 میلی وات بر سانتیمتر مربع خواهد رسید. از طرفی با افزایش دما، میزان بازدهی و توان خروجی سلول خورشیدی مدل شده در هر دو حالت استفاده از متمرکزکننده و بدون آن، به اندازه 0.5-0.4 درصد بر درجه سلسیوس کاهش می یابد. همچنین بر اساس نتایج به‏ دست آمده،با افزایش سرعت باد، اختلاف دمای سلول خورشیدی و محیط کم می شود.