For at analysere I-V-kurver i solcelleanlæg benytter man en I-V kurve-tracer til at sammenligne målte kurver med standardkurver eller forudsagte kurver, idet der tages hensyn til miljøpåvirkninger som skygge eller temperatur.
"PV Array Troubleshooting Flowchart" er en omfattende vejledning, der er udviklet på baggrund af omfattende erfaring i felten, anmeldelser af litteratur om solcellemodulers driftssikkerhed og ekspertinput fra National Renewable Energy Laboratory (NREL). I-V kurve-tracere, som f.eks. Fluke Solmetric PVA-1500, giver detaljeret indsigt i at identificere problemer med hardware performance i solcelleanlæg. Faktorer som skygning, tilsmudsning, bestråling, temperatur og måleteknikker kan komplicere målinger af solcelle performance.
Download Flowchart Guiden
Hver af de seks typer I-V kurveafvigelser beskrevet i denne artikel, er vist her. Afvigelserne er nummereret i henhold til den rækkefølge, som vi anskuer dem i flowdiagrammet.
Optagelse af en nyttig I-V-kurve
Først kontrolleres det, at testen resulterer i en nyttig I-V kurve. Hvis ikke, skal du sørge for, at testledningerne er tilsluttet korrekt. Hvis de er, er kildekredsløbet muligvis ikke komplet. Kontroller, at der er monteret en seriesikring. Hvis der er, kontrolleres gennemgang i sikringen. Hvis seriesikringen slår fra, kan problemet være i kildekredsløbets ledningsføring. Før de fejlbehæftede moduler testes, kan det være en god idé at kontrollere, om der er åbne modulforbindelser, og se efter tegn på skader, f.eks. brændemærker.
I sjældne tilfælde resulterer tests i en I-V kurve, der udviser smalle lodrette udfald eller nedadgående spidser. Årsagen kan være en intermitterende elektrisk forbindelse, såsom en forskubbet testledning eller en forkert krympet splejsning. Hvis den intermitterende forbindelse er i solcelle kildekredsløbet, isoleres den, og de nødvendige reparationer foretages.
Normal form & performance
Hvis der er performanceproblemer i felten, er der behov for en sammenligning, ofte baseret på data på modulets typeskilt eller målinger fra tilstødende kredsløb. I-V kurve-tracere som Fluke Solmetric PVA-1500 anvender software til at forudsige performance egenskaber under standard testbetingelser med en justering for forhold i felten. En normal I-V kurveform og en performancefaktor mellem 90% og 100% indikerer normalt, at solcelle kildekredsløbet eller -modulet fungerer korrekt.
Identifikation af I-V kurveafvigelser
Der kan forekomme flere typer af I-V kurveafvigelser, hver med flere mulige årsager. Disse afvigelser kan omfatte trin eller hak i kurven, der indikerer strøm misforhold på grund af problemer som skygger eller ødelagte celler.
1. Trindelt I-V kurve
Hak eller trin i I-V kurven, den første type afvigelse, er forbundet med et strøm misforhold i testkredsløbet. Trinnene i kurven opstår, når bypassdioder aktiveres og sender strøm rundt om celler, der er svagere eller modtager mindre lys. Antallet og bredden af trinnene varierer afhængigt af tætheden og omfanget af skyggen. Mange forhold forårsager et strøm misforhold, herunder uensartet tilsmudsning, delvis skygge, ødelagte celler eller cellestrenge eller kortsluttede bypassdioder.
2. Lav kortslutningsstrøm
I en ellers normal I-V kurve kan en ISC-værdi, der er lavere end forventet, opstå som følge af operatørfejl, dårlig bestrålingsmåling, skygge eller tilsmudsning eller problemer med modulets performance. Da du muligvis kan afhjælpe nogle af disse problemer, adresserer flowdiagrammet for fejlfinding denne anden type afvigelse tidligt.
3. Lav åbent kredsløb spænding
Den tredje type afvigelse i fejlfindingsflowdiagrammet er lav VOC. En fejlagtig måling af celletemperatur forårsager højst sandsynligt lav VOC. Desuden kan skygge vise sig at reducere VOC under visse testforhold. Det kan også skyldes hardwareproblemer. Men da åbent kredsløb spændingen har en af de laveste ældningshastigheder blandt alle solcellemodulets parametre, bør der overvejes andre årsager, før det konkluderes, at der er en årsagssammenhæng mellem celledegradering og lav VOC.
4. Rundet knæ
Et knæ, der er rundere end forventet, karakteriserer den fjerde type I-V kurveafvigelse. Det er ofte svært at afgøre, om et rundere knæområde er en tydelig I-V kurveforringelse, eller om det er en illusion forårsaget af ændringer i kurvens hældning. Knærunding i sig selv er sandsynligvis en manifestation af ældningsprocessen. Du bliver nødt til at udføre en fornyet test og monitorere kredsløbet over tid for at identificere og spore tendenser.
5. Lavt spændingsforhold
En hældning, der er lavere end forventet, i I-V kurvens lodrette ben, er kendetegnende for den femte I-V kurveafvigelse. Du kan detektere denne tilstand ved visuelt at sammenligne de målte og forudsagte kurver eller ved at sammenligne værdier for spændingsforhold på tværs af populationen af strengmålinger under forudsætning af, at kurverne er fri for trin forårsaget af misforholdseffekter. Sådan beregnes spændingsforholdet: VMP ÷ VOC. Spændingsforholdet er en fremragende målestok til identifikation af en streng med en atypisk hældning i I-V kurvens lodrette ben.
6. Lavt strømforhold
En hældning, der er højere end forventet, i I-V kurvens vandrette ben, er kendetegnende for den sjette og sidste I-V kurveafvigelse. Du kan detektere denne tilstand ved visuelt at sammenligne de målte og forudsagte kurver eller ved at sammenligne værdier for strømforhold på tværs af populationen af strengmålinger, så længe at kurverne er fri for trin forårsaget af misforholdseffekter. Sådan beregnes strømforholdet: IMP ÷ ISC Strømforholdet er en fremragende målestok til identifikation af en streng med atypiske hældninger i dens I-V kurves vandrette ben. Før du leder efter hardwareproblemer, skal du udelukke fejl i målinger af skygge, tilsmudsning og bestråling.
Brug af I-V kurve-tracere til fejlfinding
I-V kurve-tracere, såsom Fluke Solmetric PVA-1500, spiller en afgørende rolle ved fejlfinding i solcelleanlæg. De giver ikke kun detaljerede data til identifikation af problemer, men medvirker også til at dokumentere og monitorere systemet performance over tid.
Effektiv fejlfinding af solcelleanlæg kræver en omfattende forståelse af både hardwarefaktorer og miljømæssige faktorer. Brug af avancerede værktøjer som Fluke Solmetric PVA-1500 og ved at følge strukturerede metoder kan øge nøjagtigheden og effektiviteten af diagnosticering og løsning af performance problemer i solcelleanlæg betydeligt.