Jak fotovoltaická pole stárnou, objevuje se řada potenciálních příčin nedostatečné výkonnosti systému. Některé lze očekávat, například ztráty způsobené znečištěním nebo dlouhodobou degradací pole. Některé mohou být neočekávané, například selhání překlenovací diody, prasklé moduly apod. Protože sledovače I‑V křivek zachycují všechny provozní body elektrického proudu a napětí fotovoltaického zdroje, jsou jedinečně schopny identifikovat příznaky nedostatečné výkonnosti fotovoltaických systémů.
Každý katalogový list modulu obsahuje modelovou křivku I‑V, která představuje všechny kombinace elektrického proudu a napětí, při nichž lze modul provozovat nebo zatěžovat za standardních testovacích podmínek (STC). Pokud se naměřená křivka I‑V výrazně liší výškou, šířkou nebo tvarem od předpokládané křivky I‑V (která vychází z modelové křivky I‑V, ale je upravena pro skutečné podmínky ozáření a teploty), povaha odchylky poskytuje vodítka pro potenciální problémy s provozními vlastnostmi. Sledovače křivek I‑V, jako je například přístroj Fluke Solmetric PVA‑1500, pomáhají odhalit tyto příznaky nedostatečné výkonnosti.
Sada analyzátoru FV panelů Fluke Solmetric PVA‑1500 V se senzorem Fluke SolSensor
Bezpečnostní hlediska při odstraňování problémů fotovoltaických systémů
Při práci s elektrickými systémy je nejdůležitější bezpečnost. Zásadní je porozumět konstrukci a provozu fotovoltaického systému, používat správně dimenzované testovací zařízení a dodržovat bezpečnostní normy, jako je NFPA 70E. Použití sledovačů křivek I‑V, jako je Fluke Solmetric PVA‑1500, může zvýšit bezpečnost ve srovnání s jinými metodami testování, protože umožňuje testování bez nutnosti zatížení obvodů měničem.
Základní postup testování
V komerčních a užitkových fotovoltaických systémech se křivky I‑V obvykle měří v elektricky izolovaných slučovačích. Pokud například zónové monitorování nebo letecká termografie naznačí nedostatečné provozní vlastnosti ve slučovači, lze ji označit ke kontrole. Po izolaci lze zrakovou kontrolou a následným sledováním křivky I‑V identifikovat nedostatečně výkonné zdrojové obvody. Kalibrované měření provozních vlastností zahrnuje instalaci snímače ozáření do roviny pole a připevnění snímače teploty na zadní stranu modulu. Každý obvod fotovoltaického zdroje se testuje samostatně, přičemž proces trvá pouhých 10 až 15 sekund na jeden obvod, a data se ukládají elektronicky.
Normální tvar a vlastnosti
Chcete‑li identifikovat problémy s provozních vlastností v terénu, potřebujete standard pro srovnání. Při odstraňování problémů můžete pro srovnání použít měření provedená na obvodech sousedních fotovoltaických zdrojů. Základem pro porovnání jsou však obecně údaje na výrobním štítku modulu, zejména pokud porovnáváte provozní vlastnosti v čase.
Před provedením testování křivky I‑V určete, který modul testujete a kolik modulů je zapojeno sériově nebo paralelně. Na základě těchto a dalších vstupů nastavení software vypočítá očekávané výkonnostní charakteristiky, například Isc, Imp, Voc, Vmp a Pmp, při standardních testovacích podmínkách. Protože podmínky v terénu se od továrních zkušebních podmínek vždy liší, používají sledovače křivek I‑V matematické modely, které zohledňují skutečné podmínky ozáření a teploty v terénu a generují předpokládanou křivku I‑V a maximální hodnotu výkonu pro testovaný obvod fotovoltaického zdroje nebo modulu.
Pokud obvod nebo modul fotovoltaického zdroje pracuje normálně, má jeho křivka I‑V normální tvar. Dále se maximální jmenovitý výstupní výkon, který sledovač křivky vypočítá z dat I‑V, bude přesně blížit předpokládanému maximálnímu výkonu. V této souvislosti používáme faktor provozní účinnosti (PF), který kvantifikuje, jak dobře se naměřená křivka I‑V shoduje s předpokládanou křivkou. Uvádí se v procentech a vypočítává se z naměřeného a předpokládaného maximálního výkonu (PMP) podle rovnice PF = (naměřený PMP ÷ předpokládaný PMP) × 100. Normální tvar křivky a faktor provozní účinnosti 90 % až 100 % naznačují, že obvod nebo modul fotovoltaického zdroje pracuje správně a není výrazně zastíněn nebo znečištěn.