För att analysera ström/spänning-kurvor i solcellssystem använder du en solcellsanalysator med spårning av ström/spänning-kurvor för att jämföra uppmätta kurvor mot standardmässiga eller förväntade kurvor, med hänsyn till miljöpåverkan som skuggning eller temperatur.
”Flödesschemat för felsökning av solcellsmatris” är en omfattande guide som har utvecklats utifrån omfattande erfarenhet av fältarbete, granskningar av litteratur om solcellsmodulers tillförlitlighet och expertis från National Renewable Energy Laboratory (NREL). Analysatorer med spårning av ström/spänning-kurvor, till exempel Fluke Solmetric PVA-1500, ger detaljerade insikter för att identifiera problem med maskinvaruprestanda i solcellssystem. Faktorer som skuggning, nedsmutsning, strålning, temperatur, och mättekniker kan emellertid komplicera solcellsprestandamätningar.
Hämta guiden för flödesscheman
Var och en av de sex typerna av ström/spänning-kurvavvikelser som diskuteras i den här artikeln visas här. Avvikelserna är numrerade i den ordning vi tar upp dem i flödesschemat.
Registrera en användbar ström/spänning-kurva
Kontrollera först att testet ger en användbar ström/spänning-kurva. Om den inte gör det kontrollerar du att testkablarna är korrekt anslutna. Om de är det kan det hända att källkretsen inte är komplett. Kontrollera att en seriesäkring är installerad. Om den är det kontrollerar du säkringens kontinuitet. Om seriesäkringen är OK kan problemet finnas i källkretskablaget. Innan du testar för trasiga moduler kan du kontrollera om det finns öppna modulanslutningar och leta efter tecken på skador, t.ex. brännmärken.
I sällsynta fall ger testerna en ström/spänning-kurva med smala vertikala bortfall eller nedåtriktade spikar. Orsaken kan vara en intermittent elektrisk koppling, t.ex. en undanträngd testkabel eller en felaktigt fastpressad skarvhylsa. Om den intermittenta anslutningen finns i solcellskällkretsen isolerar du den och utför nödvändiga reparationer.
Normal formprestanda &
För problem med fältprestanda krävs en jämförelsestandard, ofta baserad på modulens märkplåtsdata eller mätningar från angränsande kretsar. Solcellsanalysatorer med spårning av ström/spänning-kurvor som Flukes Solmetric PVA-1500 använder programvara för att förutsäga prestandaegenskaper under standardtestförhållanden och anpassa efter fältförhållanden. En normal ström/spänning-kurvform och en prestandafaktor mellan 90 % och 100 % indikerar vanligtvis att solcellskällkretsen eller modulen fungerar korrekt.
Identifiera ström/spänning-kurvavvikelser
Flera typer av ström/spänning-kurvavvikelser kan inträffa, var och en med flera möjliga orsaker. Dessa avvikelser kan omfatta steg eller hack i kurvan, som indikerar strömavvikelse på grund av problem som skuggning eller skadade celler.
1. Stegvis ström/spänning-kurva
Hack eller steg i ström/spänning-kurvan, den första typen av avvikelse, är förknippade med en strömavvikelse i testkretsen. Stegen i kurvan inträffar när förbikopplingsdioder aktiveras och leder ström runt celler som är svagare eller tar emot mindre ljus. Stegens antal och bredd varierar beroende på skuggans täthet och omfattning. Många förhållanden orsakar en strömavvikelse, inklusive icke-enhetlig nedsmutsning, partiell skugga, skadade celler eller cellsträngar, eller kortslutna förbikopplingsdioder.
2. Svag kortslutningsström
I en annars normal ström/spänning-kurva kan ett lägre lsc-värde än förväntat orsakas av operatörsfel, dålig solinstrålningsmätning, skuggning eller nedsmutsning eller problem med modulens prestanda. Eftersom du kanske kan åtgärda vissa av dessa problem, behandlar felsökningsschemat denna andra typ av avvikelse i ett tidigt skede.
3. Svag tomgångsspänning
Den tredje typen av avvikelse i felsökningsschemat är låg Voc. En felaktig mätning av celltemperatur orsakar troligen låg Voc. Dessutom kan skugga verka för att minska Voc under vissa testförhållanden. Maskinvaruproblem är också möjliga. Eftersom tomgångsspänningen har en av de lägsta åldringshastigheterna för alla solcellsmodulparametrar ska du dock överväga andra orsaker innan du drar slutsatsen att det finns ett orsakssamband mellan cellförsämring och låg Voc.
4. Rundare spår
Ett rundare spår än förväntat kännetecknar den fjärde typen av ström/spänning-kurvavvikelse. Det är ofta svårt att avgöra om ett rundare spår är en distinkt ström/spänning-kurvförsämring eller om det är en illusion som orsakas av förändringar av kurvans lutning. Spårets avrundning är i sig själv sannolikt ett tecken på åldringsprocessen. Du måste testa om och övervaka kretsen under en tid för att identifiera och spåra trender.
5. Lågt spänningsförhållande
En lägre än förväntad lutning i det vertikala spåret av ström/spänning-kurvan utmärker den femte ström/spänning-kurvavvikelsen. Du kan detektera detta tillstånd genom att visuellt jämföra de uppmätta och förväntade kurvorna eller genom att jämföra värden för spänningsförhållande över populationen av strängmätningar, under förutsättning att kurvorna är fria från steg från avvikande effekter. Så här beräknar du spänningsförhållandet: VMP ÷ VOC. Spänningsförhållandet är ett utmärkt mått för identifiering av en sträng med en atypisk lutning i det vertikala spåret i ström/spänning-kurvan.
6. Lågt strömförhållande
En lutning som är brantare än förväntat i det horisontella spåret av ström/spänning-kurvan utmärker den sjätte och sista ström/spänning-kurvavvikelsen. Du kan detektera detta tillstånd genom att visuellt jämföra de uppmätta och förväntade kurvorna eller genom att jämföra strömförhållandevärdena över populationen av strängmätningar, så länge kurvorna är fria från steg från avvikande effekter. Så här beräknar du strömförhållandet: IMP ÷ ISC Strömförhållandet är ett utmärkt mått för att identifiera en sträng med atypiska lutningar i det horisontella spåret av dess ström/spänning-kurva. Innan du letar efter maskinvaruproblem ska du utesluta mätfel på grund av skugga, nedsmutsning och solinstrålning.
Användning av analysatorer med spårning av ström/spänning-kurvor vid felsökning
Analysatorer med spårning av ström/spänning-kurvor, till exempel Fluke Solmetric PVA-1500, spelar en avgörande roll vid felsökning av solcellssystem. De tillhandahåller inte bara detaljerade data för identifiering av problem utan hjälper även till att dokumentera och övervaka systemets prestanda under en längre tid.
Effektiv felsökning av solcellssystem kräver en omfattande förståelse av både maskinvaru- och miljöfaktorer. Användning av avancerade verktyg som Fluke Solmetric PVA-1500 och följande strukturerade metoder kan avsevärt förbättra noggrannheten och effektiviteten vid diagnostisering och lösning av prestandaproblem i solcellssystem.