Geleverde stroom
Bij een toenemende zoninstraling op de zonnecel neemt de geleverde stroom toe. Ze bereikt bij een maximale instraling de gebruikelijke waarde voor kristallijne cellen van 0,5 V. De stroom/spanningskarakteristiek is een belangrijke parameter voor de prestaties en elektrische eigenschappen van zonnecellen. Deze wordt verkregen als de instraling, de temperatuur gelijk blijven waarbij een regelbare weerstand op de zonnecellen wordt aangesloten. De belangrijkste parameters van een zonnecel kunnen bepaald worden door gelijktijdig de spanning en stroom te meten en de waarde van de weerstand in kleine stapjes te wijzigen.
De elektrische spanning van een zonnecel is bij geringe instraling ( tot ongeveer 100W/m²) sterk van deze instraling afhankelijk. De spanning van de zonnecel blijft relatief constant bij een sterkere instraling. Daarnaast bepaalt de temperatuur ook de geleverde spanning door de cel. Hoe hoger de temperatuur, hoe sterker de spanning afneemt ( en omgekeerd)
Wanneer de toestand onbelast is, staat over de klemmen ( aansluitingen) van een zonnecel de vrijloopspanning UV en het MPP ( Maximum Power Point) de celspanning UMPP. Het MPP is het punt waarin de cel het grootste vermogen levert. Dit vermogen volgt uit de celspanning UMPP vermenigvuldigd met de geleverde stroom IMPP en wordt aangeduid met WP ( watt-peak = piekvermogen). Omdat de stroom meer afhankelijk is van de intensiteit van het opvallend zonlicht dan van de spanning wordt het vermogen voornamelijk bepaald door de geleverde stroom
Daarnaast geldt dat het nominale vermogen van een zonnecel bij de spectrale verdeling van het zonlicht overeenkomt met AM 1,5. De elektrische stroom geleverd door de zonnecel is rechtevenredig met het ingestraalde vermogen. Indien de cel in het MPP wordt gebruikt, loopt de celstroom IMPP terwijl bij korstsluiting van de aansluitklemmen de kortsluitstroom IK loopt. Figuur 10 geeft de opbrengst weer bij de verschillende weersomstandigheden te beginnen bij enkel zon en eindigen bij zwaar bewolkt. Men geeft ook procentueel de hoeveelheid diffuus licht weer.
Omdat de zonne-instraling geen constante grootheid is doordat we avond, middag, ochtend en nacht kennen maar ook winter, lente,. . . treden er sterke variaties op. Om dit probleem op te lossen heeft men de STC-methode ingevoerd (STC = Standard Test Conditions). De STC-methode laat ons elektrische parameters van zonnecellen met elkaar te vergelijken. Deze standaard testomstandigheden schrijven een constante instraling E van 1 kW/m² bij een temperatuur van 25°C en een air mass ( AM) van 1,5.
Fabrikanten van zonnepanelen geven stroom-, spanning- en vermogenswaarden op voor het MPP. Deze waarden gelden onder de standaard test omstandigheden. Bij een toenemende temperatuur zal de stroom ongeveer 0,07% per graad Celsius toenemen. De spanning zal juist afnemen met ongeveer 0,4% per graad Celsius. Omdat de spanning merkbaar sterker afneemt dan de stroom toeneemt, zal bij een stijgende temperatuur het vermogen met ongeveer 0,45% per graad Celsius afnemen. Bij het maken van zonnecellen zal de producent er dus moeten voor zorgen dat er voldoende ventilatie achter de zonnecellen is zodat deze sneller kunnen afkoelen ( Figuur 11 ). Hoe sneller ze afkoelen, hoe groter de opbrengst. We kunnen dus besluiten dat de opbrengst van zonnecellen het hoogst zal zijn op het middaguur op een zomerdag met een wolkenloze hemel.
Maak jouw eigen website met JouwWeb