Aby ocenić wydajność obwodów instalacji fotowoltaicznych, należy znać płaszczyznę napromieniowania matrycy i temperaturę ogniw, niezależnie od metody testowania. Aby mieć pewność, że krzywe I-U można interpretować z odpowiednią dokładnością, należy zwracać uwagę na warunki środowiskowe, ponieważ gwałtowne zmiany napromieniowania lub temperatury ogniw mogą spowodować błędy w testach krzywej I-U. W celu uzyskania wiarygodnych wyników należy stosować właściwe typy czujników i metody testowania, np. rejestrator krzywej I-U Fluke Solmetric PVA-1500.
Pomiar i analiza wydajności obwodu instalacji fotowoltaicznej przy użyciu rejestratora krzywej I-U Fluke Solmetric PVA 1500
Warunki środowiskowe testu
Testy optymalnej wydajności są przeprowadzane w stabilnych warunkach pogodowych, gdy napromieniowanie przekracza 700 W/m². Jest to szczególnie istotne w przypadku ustalania poziomu odniesienia wydajności podczas przekazywania instalacji do eksploatacji lub jej ponownego uruchomienia i ma znaczenie dla wyszukiwania i usuwania awarii. Standardowe napromieniowanie w warunkach testowych wynosi 1000 W/m2, a im bardziej warunki testowe w terenie są zbliżone do standardowych warunków testowych, tym dokładniejsza interpretacja krzywych I-U. Dobre warunki testowe najczęściej występują w 4-godzinnym oknie południa słonecznego.
Pomiary napromieniowania i ich wpływ
Błędy pomiaru napromieniowania mogą znacząco wpłynąć na testowanie wydajności instalacji fotowoltaicznej. Na przykład niewielki margines błędu napromienienia może przyćmić dokładność nawet wysokiej jakości rejestratorów krzywej I-U, takich jak Fluke Solmetric PVA-1500. Szczególnie problematyczne są szybko przemieszczające się chmury w pobliżu słońca oraz chmury piętra wysokiego Cirrus. Jedną z zalet stosowania rejestratorów krzywej I-U do pomiarów testowych jest możliwość zapisania krytycznych danych środowiskowych wraz z danymi I-U. Eliminuje to błędy ręcznego wprowadzania danych, które mogą powodować problemy w późniejszym czasie, a ponadto minimalizuje ryzyko błędów związanych z szybkimi zmianami warunków testowych.
Czujnik napromieniowania: Aby uzyskać dokładne pomiary wydajności matrycy, należy zamontować czujnik napromieniowania w płaszczyźnie matrycy i upewnić się, że wrażliwość widmowa czujnika jest zgodna z charakterystyką modułów fotowoltaicznych. Moduł bezprzewodowy przedstawiony na ilustracji zawiera czujnik napromieniowania wyposażony w fotodiodę krzemową z korekcją widmową, a ponadto mierzy temperaturę w tylnej części instalacji oraz przechył modułu.
Wybór czujników
Prawdziwe pyranometry nie są dobrym wyborem do badań krzywej I-U, ponieważ mają szeroką i płaską wrażliwość widmową, która jest inna niż w przypadku technologii modułów krystalicznych i cienkowarstwowych. Ręczne czujniki napromieniowania również nie są dobrym wyborem, ponieważ ich prawidłowe i powtarzalne ustawienie w płaszczyźnie matrycy może być trudne. Ręczne czujniki napromieniowania mogą również wykazywać się charakterystyką kątową, która znacznie różni się od charakterystyki rzeczywistych modułów fotowoltaicznych. Charakterystyka kątowa jest szczególnie ważna we wczesnej i późnej porze dnia, a także w dniach, gdy chmury rozpraszają znaczną ilość światła słonecznego. W takich warunkach testowych matryca i czujnik muszą mieć równie szeroki widok nieba.
Wpływ światła odbitego
Na czujniki napromieniowania nie mogą mieć wpływu silne odbicia optyczne, ponieważ może to prowadzić do niedokładnych odczytów. Jeśli czujnik napromieniowania odbierze znacznie więcej odbitego światła niż badane moduły fotowoltaiczne, model przewidzi nadmierną wartość Isc, przez co moduł będzie pozornie wykazywał niską wydajność. W pewnych okolicznościach światło słoneczne odbite od powierzchni metalowych może znacznie zwiększyć odczyt napromieniowania. Zazwyczaj można to skorygować, zmieniając miejsce montażu czujnika.
Pomiary temperatury w instalacjach fotowoltaicznych
Mimo że wydajność modułu fotowoltaicznego jest mniej wrażliwa na zmiany temperatury niż na napromieniowanie, nadal jest to istotny czynnik. Do pomiaru temperatury ogniw w zmiennych warunkach preferowane są lekkie termopary. Prawidłowe ustawienie termopary ma kluczowe znaczenie dla uzyskania dokładnych odczytów. Ponieważ krawędzie matrycy i modułu są zwykle chłodne, termoparę należy umieścić pomiędzy narożnikiem a środkiem modułu oddalonego od obwodu układu chłodzenia. Celem tej praktyki jest wybranie punktu mocowania czujnika, który przybliża średnią temperaturę w tylnej części modułu. Końcówka termopary musi dobrze przylegać do tylnej części modułu fotowoltaicznego, ponieważ szczeliny powietrzne utrudniają przekazywanie ciepła, co skutkuje zaniżaniem odczytów temperatury. Podczas przenoszenia termopary pomiędzy identycznymi sekcjami matrycy należy za każdym razem umieszczać ją w tym samym położeniu względnym, aby uniknąć sztucznych zmian temperatury.