درجة حرارة تشغيل الخلية الاسمية (NOCT) التعريف، أهميتها ومحدداتها

مقالات مشابهة

أنظمة تخزين الطاقة الكهربائية أمام العداد وخلف العداد

سبتمبر 12, 2024

أنواع مشاريع الطاقة الشمسية: على مستوى المرافق، الصناعية والتجارية، والسكنية

يوليو 18, 2024

أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية للتحكم بحركة الرمال

يناير 31, 2024

عندما نقرأ النشرات الفنية للألواح الكهروضوئية نجد في مواصفات الألواح ما يسمى بدرجة حرارة تشغيل الخلية الاسمية (Nominal Operating Cell Temperature : NOCT). فماذا تعني درجة حرارة التشغيل الاسمية وما هي أهميتها؟

 

التعريف:

تم تعريف درجة حرارة تشغيل الخلية الاسمية (NOCT) لأول مرة في عام 1997 في المعيار العالمي IEC 61836، وتم تعريفها بدرجة الحرارة التي تصل إليها الخلايا الكهروضوئية في ظروف مرجعية وهي:

• إشعاع شمسي بشدة 800 واط/م2.
• درجة حرارة محيط تساوي 20 درجة مئوية.
• سرعة رياح 1 متر لكل ثانية.
• الألواح يجب أن تكون في وضعية الدائرة المفتوحة (Open Circuit).
• تثبيت الألواح على هياكل معدنية بزاوية 45 درجة مع وجود مسارات لحركة الهواء خلف الألواح (open-rack mounted).

 

ما هي أهمية درجة حرارة تشغيل الخلية الاسمية 

يتم تقييم الألواح وتحديد قدراتها بناءً على ظروف اختبار قياسية (Standard Test Conditions)  ومن هذه الظروف إشعاع شمسي يبلغ 1000 واط/ المتر المربع ودرجة حرارة ألواح تبلغ 25 درجة مئوية. ولكن عند تثبيت الألواح في أرض الواقع نادراً ما تتعرض الألواح لظروف الاختبار القياسية، حيث تكون شدة الإشعاع الشمسي أقل من 1000 واط/المتر المربع ودرجات حرارة تشغيلية أعلى.

لذلك برزت الحاجة لتحديد درجة الحرارة التشغيلية للألواح في أرض الموقع وبالتالي تحديد قدرة الألواح الفعلية وحساب إنتاجية الألواح عند درجات الحرارة التشغيلية المختلفة. وتم اعتماد درجة حرارة التشغيل الاسمية (NOCT) واستخدامها في معادلات مثل المعادلة أدناه لحساب درجة حرارة الألواح في أرض الموقع عند درجات الحرارة وقيم الإشعاع الشمسي المختلفة.

حيث أن:

Tcell: درجة حرارة الخلايا.

Tair: درجة حرارة المحيط.

NOCT: درجة حرارة تشغيل الألواح الاسمية.

S: قيمة الإشعاع الشمسي (ميلي واط/سنتي متر مربع).

 

وبالاعتماد على درجة حرارة تشغيل الخلية الاسمية (NOCT) يمكن مقارنة لوحين بنفس القدرة، على سبيل المثال لوح بدرجة حرارة تشغيل اسمية تبلغ 45 درجة مئوية واللوح الثاني بدرجة حرارة تشغيل الخلية الاسمية تبلغ 55 درجة مئوية، أي أن الفرق 10 درجات مئوية. وفي حال كان معامل درجة الحرارة للطاقة القصوى (Power Temperature Coefficient) لهذه الألواح يساوي 0.4%/C فإن الفرق بين إنتاجية هذين اللوحين تساوي 4% مع أن لهما نفس القدرة الاسمية. ولكن هل هذا صحيح تماماً؟ أكمل الجزء التالي من المقال لمعرفة ذلك.

 

ما هي محددات درجة حرارة تشغيل الخلية الاسمية (NOCT)

 

من أبرز محددات درجة حرارة تشغيل الخلية الاسمية (NOCT):

• لا يأخذ بعين الاعتبار طريقة تثبيت الألواح ونوع الهياكل المعدنية المستخدمة.
• لا يمثل درجة حرارة تشغيل الألواح عند تشغيلها (تحت الحمل).

 

وفي دراسة أعدها فريق من المختبر الوطني الأمريكي للطاقة المتجددة (NREL) على ثلاثة ألواح لها قيم درجات حرارة تشغيل خلية اسمية مختلفة (للوح الأول 42.4، للوح الثاني 49.7 وللوح الثالث 52.3) قاموا بتركيبها وقياس درجة حرارة تشغيل هذه الألواح الفعلية ووجدوا أنها متطابقة إلى حد كبير جداً، حيث كان الفرق بينهم كان لا يتجاوز 0.3 درجة مئوية.

صورة (1): نتيجة مقارنة درجة حرارة تشغيل ثلاث ألواح مختلفة بدرجة حرارة تشغيل الخلية الاسمية (NOCT) مختلف لكل لوح حسب النشرة الفنية لهذه الألواح.

ما هي البدائل لحساب درجة حرارة تشغيل الألواح

 

بعض برمجيات حساب إنتاجية أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية مثل برنامج الPVsyst على سبيل المثال، يعتمد البرنامج في حساب درجة حرارة الألواح على نموذج نقل الحرارة (Heat Transfer Model) ويؤخذ بعين الاعتبار طريقة تركيب الألواح في المشروع وسرعة الرياح في موقع تركيب المشروع.

لمعلومات أكثر عن هذا النموذج من موقع برنامج ال PVsyst انقر هنا.