การทดสอบความสัมพันธ์กระแส-แรงดัน (I-V Curve) สำหรับระบบโซลาร์เซลล์: เคล็ดลับการแก้ไขปัญหาและความปลอดภัย

เมื่อแผงโซลาร์เซลล์มีอายุมากขึ้น มีสาเหตุที่เป็นไปได้หลายประการที่ทำให้ระบบมีประสิทธิภาพต่ำ สาเหตุบางอย่างอาจคาดว่าจะเกิดขึ้นได้ เช่น การสูญเสียจากดินหรือการเสื่อมสภาพของแผงในระยะยาว สาเหตุบางอย่างอาจไม่คาดคิด เช่น บายพาสไดโอดล้มเหลว โมดูลแตก และอื่นๆ เนื่องจากเครื่องวัดความสัมพันธ์กระแส-แรงดัน (I-V Curve) สามารถตรวจจับจุดทำงานของกระแสและแรงดันไฟฟ้าทั้งหมดของแหล่งโซลาร์เซลล์ได้ จึงสามารถระบุอาการประสิทธิภาพต่ำในระบบโซลาร์เซลล์ได้

แผ่นข้อมูลโมดูลทุกแผ่นจะมีเส้นโค้งรุ่นความสัมพันธ์กระแส-แรงดัน (I-V Curve) ที่แสดงถึงการผสมผสานกระแสและแรงดันไฟฟ้าทั้งหมดที่คุณสามารถใช้งาน หรือโหลดโมดูลภายใต้สภาวะการทดสอบมาตรฐาน (STC) เมื่อความสัมพันธ์กระแส-แรงดัน (I-V Curve) ที่วัดได้มีความแตกต่างกันอย่างมากในด้านความสูง ความกว้าง หรือรูปร่างจากความสัมพันธ์กระแส-แรงดัน (I-V Curve) ที่คาดการณ์ไว้ซึ่งขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์กระแส-แรงดัน (I-V Curve) แต่ได้รับการปรับสำหรับสภาวะความเข้มแสงอาทิตย์และอุณหภูมิจริง ลักษณะของตัวแปรจะให้ข้อมูลเกี่ยวกับปัญหาด้านประสิทธิภาพที่อาจเกิดขึ้น เครื่องวัดความสัมพันธ์กระแส-แรงดัน (I-V Curve) เช่น Fluke Solmetric PVA 1500เป็นเครื่องมือในการตรวจจับอาการประสิทธิภาพต่ำเหล่านี้


ชุดเครื่องวิเคราะห์โซลาร์เซลล์ Fluke Solmetric PVA 1500 Volt พร้อม Fluke SolSensor

ข้อควรพิจารณาด้านความปลอดภัยในการแก้ไขปัญหาระบบโซลาร์เซลล์

ความปลอดภัยเป็นสิ่งสำคัญยิ่งเมื่อทำงานกับระบบไฟฟ้า ทำความเข้าใจเกี่ยวกับการก่อสร้างและการทำงานของระบบโซลาร์เซลล์ โดยใช้อุปกรณ์ทดสอบที่มีมาตรฐานเหมาะสมและปฏิบัติตามมาตรฐานความปลอดภัย เช่น NFPA 70E การใช้เครื่องวัดความสัมพันธ์กระแส-แรงดัน (I-V Curve) เช่น Fluke Solmetric PVA-1500 สามารถเพิ่มความปลอดภัยเมื่อเทียบกับวิธีการทดสอบอื่นเนื่องจากสามารถทดสอบได้โดยไม่ต้องใช้วงจรภายใต้โหลดอินเวอร์เตอร์

ขั้นตอนการทดสอบพื้นฐาน

ในระบบโซลาร์เซลล์เชิงพาณิชย์และระดับสาธารณูปโภค การวัดของความสัมพันธ์กระแส-แรงดัน (I-V Curve) มักจะวัดในกล่องรวมสายที่แยกไฟฟ้าได้ ตัวอย่างเช่น หากการตรวจสอบระดับโซนหรือการถ่ายภาพความร้อนทางอากาศระบุว่ามีประสิทธิภาพต่ำกว่าในกล่องรวมสาย สามารถทำเครื่องหมายเพื่อตรวจสอบได้ เมื่อแยกออกจากกันแล้ว การตรวจสอบด้วยสายตาตามด้วยการวัดความสัมพันธ์กระแส-แรงดัน (I-V Curve) จะสามารถระบุวงจรต้นทางที่มีประสิทธิภาพต่ำได้ การวัดประสิทธิภาพที่ปรับเทียบแล้วจะเกี่ยวข้องกับการติดตั้งเซ็นเซอร์วัดความเข้มแสงอาทิตย์ในระนาบของแผงและติดเซ็นเซอร์อุณหภูมิเข้ากับด้านหลังของโมดูล แต่ละวงจรแหล่งโซลาร์เซลล์จะได้รับการทดสอบแยกกัน โดยกระบวนการนี้จะใช้เวลาเพียง 10 ถึง 15 วินาทีต่อวงจร และข้อมูลจะถูกบันทึกไว้ในระบบอิเล็กทรอนิกส์

รูปร่างและประสิทธิภาพปกติ

ในการระบุปัญหาด้านประสิทธิภาพในภาคสนาม คุณต้องมีมาตรฐานสำหรับการเปรียบเทียบ ในสถานการณ์การแก้ไขปัญหา คุณอาจใช้การวัดที่ดำเนินการกับวงจรแหล่งโซลาร์เซลล์ที่อยู่ใกล้เคียงเพื่อเปรียบเทียบ อย่างไรก็ตาม ข้อมูลป้ายชื่อโมดูลโดยทั่วไปจะเป็นพื้นฐานของการเปรียบเทียบ โดยเฉพาะเมื่อคุณเปรียบเทียบประสิทธิภาพเมื่อเวลาผ่านไป

ก่อนที่จะทำการทดสอบความสัมพันธ์กระแส-แรงดัน (I-V Curve) คุณต้องระบุโมดูลที่คุณกำลังทดสอบและจำนวนโมดูลที่เชื่อมต่อในแบบอนุกรมหรือแบบขนาน ซอฟต์แวร์จะคำนวณคุณลักษณะด้านประสิทธิภาพที่คาดไว้ เช่น Isc, Imp , Voc, Vmp และ Pmp ตามอินพุตการตั้งค่าเหล่านี้และอื่นๆ ที่สภาวะการทดสอบมาตรฐาน เนื่องจากสภาวะในภาคสนามจะแตกต่างจากสภาวะการทดสอบจากโรงงานอย่างสม่ำเสมอ เครื่องวัดความสัมพันธ์กระแส-แรงดัน (I-V Curve) จึงใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์เพื่อพิจารณาความเข้มแสงอาทิตย์และอุณหภูมิที่แท้จริงในภาคสนามและสร้างความสัมพันธ์กระแส-แรงดัน (I-V Curve) ที่คาดการณ์ไว้และค่าพลังงานสูงสุดสำหรับวงจรแหล่งโซลาร์เซลล์หรือโมดูลที่ทดสอบ

หากวงจรแหล่งสัญญาณโซลาร์เซลล์หรือโมดูลทำงานได้ตามปกติ ความสัมพันธ์กระแส-แรงดัน (I-V Curve) จะมีรูปร่างปกติ ยิ่งไปกว่านั้น อัตรากำลังเอาต์พุตสูงสุด ซึ่งเครื่องวัดความสัมพันธ์จะคำนวณจากข้อมูล I-V จะใกล้เคียงกับกำลังสูงสุดที่คาดการณ์ไว้ เราใช้ปัจจัยด้านประสิทธิภาพ (PF) ในบริบทนี้เพื่อวัดว่าความสัมพันธ์กระแส-แรงดัน (I-V Curve) ที่วัดได้สอดคล้องกับเส้นโค้งที่คาดการณ์ได้ดีเพียงใด โดยจะรายงานเป็นเปอร์เซ็นต์และคำนวณโดยใช้พลังงานสูงสุดที่วัดได้และคาดการณ์ไว้ (PMP) ตามที่แสดงในสมการ PF = (PMP ที่วัดได้ ÷ PMP ที่คาดการณ์) × 100 รูปร่างโค้งปกติและปัจจัยด้านประสิทธิภาพระหว่าง 90% ถึง 100% ระบุว่าวงจรแหล่งโซลาร์เซลล์ หรือโมดูลทำงานอย่างถูกต้องและไม่มีเงาหรือสิ่งสกปรกอย่างมาก