Chcete‑li analyzovat křivky I‑V ve fotovoltaických systémech, použijte sledovače křivek I‑V a porovnejte naměřené křivky se standardními nebo předpokládanými křivkami, přitom vezměte v potaz vlivy prostředí, jako je zastínění nebo teplota.
„Vývojový diagram řešení problémů fotovoltaických polí“ je komplexní příručka vytvořená na základě rozsáhlých praktických zkušeností, průzkumů literatury o spolehlivosti fotovoltaických modulů a odborných zdrojů z Národní laboratoře pro obnovitelnou energii (NREL). Sledovače křivek I‑V, jako je například přístroj Fluke Solmetric PVA‑1500, nabízejí podrobné údaje pro identifikaci problémů s provozními vlastnostmi hardwaru ve fotovoltaických systémech. Měření výkonnosti fotovoltaických systémů však mohou komplikovat faktory, jako je zastínění, znečištění, ozáření, teplota a techniky měření.
Stažení průvodce vývojovým diagramem
Zde je uveden každý ze šesti typů odchylek křivky I‑V, o kterých pojednává tento článek. Odchylky jsou číslovány v pořadí, v jakém je uvažujeme ve vývojovém diagramu.
Zachycení užitečné křivky I‑V
Nejprve ověřte, zda test vrací užitečnou křivku I‑V. Pokud tomu tak není, zkontrolujte, zda jsou měřicí kabely správně připojeny. Pokud ano, pak zdrojový obvod pravděpodobně nebude kompletní. Zkontrolujte, zda je nainstalována sériová pojistka; pokud ano, zkontrolujte propojení pojistky. Pokud je sériová pojistka v pořádku, může být problém v zapojení zdrojového obvodu. Před testováním vadných modulů můžete zkontrolovat, zda nejsou rozpojená propojení modulů a zda moduly nejeví známky poškození, například známky hoření.
Ve vzácných případech testy vrátí křivku I‑V, která vykazuje úzké vertikální propady nebo hrotové poklesy. Příčinou může být přerušované (pouze občasné) elektrické propojení, například když trhavě hýbete měřicím kabelem nebo když je nesprávně zalisovaná kabelová spojka. Pokud se přerušované spojení nachází v obvodu fotovoltaického zdroje, izolujte je a proveďte nezbytné opravy.
Normální tvar a vlastnosti
Při problémech s provozními vlastnostmi v terénu je zapotřebí použít srovnávací standard, nejčastěji podle údajů výrobního štítku modulu nebo z měření sousedních obvodů. Sledovače křivek I‑V, jako je Fluke Solmetric PVA‑1500, používají software pro predikci výkonnostních charakteristik za standardních testovacích podmínek s přizpůsobením na podmínky v terénu. Normální tvar křivky I‑V a faktor provozní účinnosti 90 % až 100 % obvykle naznačují správnou funkci obvodu nebo modulu fotovoltaického zdroje.
Identifikace odchylek křivky I‑V
Může se vyskytnout několik typů odchylek křivky I‑V, z nichž každá má několik možných příčin. Tyto odchylky mohou zahrnovat schody nebo zářezy na křivce, které svědčí o proudovém nesouladu v důsledku problémů, jako je zastínění nebo poškozené články.
1. Schodovitá křivka I‑V
Zářezy nebo schody na křivce I‑V (první typ odchylky) jsou spojeny s proudovým nesouladem v testovacím obvodu. Ke schodům na křivce dochází, když se aktivují překlenovací diody a propouštějí proud kolem článků, které jsou slabší nebo přijímají méně světla. Počet a šířka schodů se liší podle hustoty a rozsahu zastínění. Proudový nesouladu může mít různé důvody, včetně nerovnoměrného znečištění, částečného zastínění, poškození článků nebo řetězců článků, nebo zkratování překlenovacích diod.
2. Nízký proud nakrátko
U jinak normální křivky I‑V může být nižší než očekávaná hodnota Isc způsobena chybou obsluhy, špatným měřením ozáření, zastíněním nebo znečištěním nebo problémy s provozními vlastnostmi modulu. Vzhledem k tomu, že některé z těchto problémů můžete odstranit, věnuje se vývojový diagram odstraňování problémů tomuto druhému typu odchylky v rané fázi.
3. Nízké napětí rozpojeného obvodu
Třetím typem odchylky ve vývojovém schématu odstraňování problémů je nízké napětí Voc. Chybné měření teploty článku s největší pravděpodobností způsobuje nízké napětí Voc. Kromě toho se může za určitých zkušebních okolností objevit stínění, které snižuje napětí Voc. Mohou se také vyskytnout problémy s hardwarem. Protože však napětí rozpojeného obvodu má ze všech parametrů fotovoltaického modulu jednu z nejnižších rychlostí stárnutí, měli byste před vyvozením závěru, že existuje příčinná souvislost mezi degradací článku a nízkým napětím Voc, zvážit jiné příčiny.
4. Zaoblenější koleno
Čtvrtý typ odchylky I‑V křivky charakterizuje koleno, které je zaoblenější, než se očekává. Často je obtížné určit, zda je oblast zaoblenějšího kolena zřetelnou poruchou křivky I‑V, anebo zda se jedná o iluzi způsobenou změnami sklonu křivky. Samotné zaoblení kolena je pravděpodobně projevem procesu stárnutí. K identifikaci a sledování trendů budete muset obvod v průběhu času znovu testovat a sledovat.
5. Poměr nízkého napětí
Pátá odchylka křivky I‑V se vyznačuje nižším než očekávaným sklonem vertikálního ramene křivky I‑V. Tento stav můžete zjistit vizuálním porovnáním naměřených a předpokládaných křivek nebo porovnáním hodnot poměrů napětí v celé populaci měření řetězce, přičemž předpokladem je, že křivky jsou bez schodů způsobených efekty nesouladu. Výpočet poměru napětí: VMP ÷ VOC. Poměr napětí je vynikající metrikou pro identifikaci řetězce s atypickým sklonem ve vertikálním úseku křivky I‑V.
6. Poměr nízkého proudu
Pátá odchylka křivky I‑V se vyznačuje vyšším než očekávaným sklonem horizontálního ramene křivky I‑V. Tento stav můžete zjistit vizuálním porovnáním naměřených a předpokládaných křivek nebo porovnáním hodnot poměrů proudu v celé populaci měření řetězce, pokud jsou křivky bez schodů způsobených efekty nesouladu. Výpočet poměru proudu: IMP ÷ ISC Poměr proudu je vynikající metrikou pro identifikaci řetězce s atypickým sklonem v horizontálním úseku jeho křivky I‑V. Než začnete zjišťovat problémy s hardwarem, vylučte zastínění, znečištění a chyby měření ozáření.
Použití sledovačů křivek I‑V při řešení problémů
Sledovače křivek I‑V, jako je například přístroj Fluke Solmetric PVA‑1500, hrají při řešení problémů s fotovoltaickými systémy zásadní roli. Poskytují nejen podrobné údaje pro identifikaci problémů, ale také pomáhají při dokumentaci a sledování provozních vlastností systému v průběhu času.
Efektivní odstraňování problémů fotovoltaických systémů vyžaduje komplexní porozumění hardwaru i faktorům prostředí. Používání pokročilých nástrojů, jako je přístroj Fluke Solmetric PVA‑1500, a dodržování strukturovaných metodik může výrazně zvýšit přesnost a efektivitu diagnostiky a řešení problémů s provozními vlastnostmi fotovoltaických systémů.