Wskazówki do pomiarów
Pomiary w standardowych warunkach testowych STC.Standardowe Warunki Testowe (Standard Test Conditions - STC) są łatwe do osiągnięcia w warunkach laboratoryjnych, natomiast bardzo trudne w warunkach naturalnych, czego przyczyną jest wzajemny wpływ natężenia promieniowania i temperatury. Warunki STC to:
- Natężenie promieniowania 1000W/m2 (1 Sun).
- Rozkład widmowy AM1.5G (promieniowanie globalne)
- Temperatura badanego ogniwa (modułu) 25°C
Należy pamiętać że rzeczywiste warunki pracy modułów różnią się od STC, co powoduje inne wartości natężenia prądu i napięcia oraz mocy.
Regulacja mocy błysku i natężenia promieniowania.
Wszystkie pomiary w symulatorze SSIIIb są wykonywane podczas pojedynczego błysku. Początek pomiarów następuje przy określonym natężeniu promieniowania, przeważnie jest to 96% ustalonej wartości docelowej. Wyzwalanie pomiaru przy nieznacznie mniejszym natężeniu nie powoduje błędów
ponieważ pierwsze kilkanaście punktów pomiarowych wyznaczanych jest dla ujemnych wartości napięcia na zaciskach modułu. Właściwy pomiar następuje po ok. 1ms, kiedy natężenie promieniowania osiągnie 100% ustalonej wartości (na przykład 1000 W/m2). Liczba punktów krzywej I-V i czas trwania błysku są zapisane w parametrach programu i nie powinny być zmieniane. W zależności od ustalonych parametrów pomiaru mogą wystąpić następujące przypadki:
a) Moc błysku jest znacznie za niska lub czułość ogniwa referencyjnego ma ustawioną za dużą
wartość.
Jeśli poziom wyzwalania pomiaru nie zostanie osiągnięty nie są zbierane żadne wyniki. Na ekranie widnieje informacja o oczekiwaniu systemu na błysk. Aby otrzymać prawidłowy pomiar, należy zwiększyć moc błysku, w dalszej kolejności można zmniejszyć odległość modułu od źródła światła lub wyregulować czułość ogniwa referencyjnego. Aby wyłączyć komunikat "Waiting for flash" należy nacisnąć klawisz „Escape".
b) Za mała moc błysku:
W tym wypadku wykonanie zostanie cały pomiar, ale zmiany natężenia promieniowania podczas błysku mogą powodować błędne pomiary. Pomimo możliwości korekcji krzywej, nie należy jej stosować gdy moc błysku jest zbyt mała. Korekcja dużych odchyłek natężenia powoduje też duże błędy.
c) Moc błysku jest prawidłowo dobrana.
W tym przypadku wartość natężenia promieniowania w czasie pomiarów jest najbliższa natężeniu ustalonemu przez użytkownika. Powoduje to najmniejsze zmiany promieniowania i daje najdokładniejsze wyniki.
14.12.2008. 17:38
Wpływ zacienienia
Prawidłowy pomiar wymaga aby natężenie promieniowania padające na powierzchnię ogniwa referencyjnego było takie samo jak na powierzchnię badanego modułu. Jeśli występują różnice pomiędzy nimi, błąd pomiaru będzie proporcjonalny do tej różnicy.Na przykład jeśli natężenie promieniowania na ogniwie referencyjnym jest o 10% mniejsze niż na powierzchni badanego modułu, wyniki pomiaru będą zawyżone o 10%. Natomiast 10% mniejsze natężenie na powierzchni modułu spowoduje taki sam spadek jego mocy.
Należy unikać jakiegokolwiek zacienienia ogniwa referencyjnego i badanego modułu. W przypadku modułów o dużej powierzchni istotne jest takie ich umieszczenie na stojaku, aby nie wystawały poza oświetlany obszar 2m x 2m.
14.12.2008. 17:30
Wpływ temperatury. Wyznaczanie temperaturowych współczynników prądu i napięcia
Podczas pomiaru modułów i ogniw fotowoltaicznych istotny wpływ na wyniki ma temperatura. Konieczne jest więc zbadanie jak zależą od niej takie parametry jak VOC, ISC a w szczególności moc maksymalna. Najprostszym sposobem wyznaczenia współczynników temperaturowych jest zmierzenie charakterystyk przy dwóch różnych temperaturach i obliczenie na tej podstawie zmian parametrów od temperatury. W celu zwiększenia dokładności różnica temperatur powinna być możliwie duża. Aby jeszcze dodatkowo poprawić precyzję można wykonać kilka pomiarów dla jednej temperatury. Statystycznie, błąd powstający przy pomiarze kilku próbek jest odwrotnie proporcjonalny do pierwiastka z liczby pomiarów.Przykładowo pomiar 4 próbek daje statystycznie dwukrotnie dokładniejszy wynik średniej wartości. Przy 16 próbkach statystyczny błąd średniej wartości jest już 4 razy mniejszy.
Zaleca się wyznaczanie średniej z 4 pomiarów, co daje 2 razy dokładniejszy wynik. Przy kilkunastu pomiarach można wyznaczyć odchylenie standardowe od średniej wartości co da pojęcie o powtarzalności pomiarów w systemie.
14.12.2008. 17:27
Kalibracja Symulatora względem zewnętrznych laboratoriów standaryzujących
Optyczne parametry generowanego błysku mogą być zmierzone przy pomocy ogniwa referencyjnego. Jest to przeważnie ogniwo fotowoltaiczne o powierzchni 2 cm x 2 cm zamknięte w standardowej obudowie i z wewnętrznie dołączonym rezystorem bocznikującym. Pod wpływem padającego promieniowania taki przetwornik daje na wyjściu napięcie proporcjonalne do natężenia światła. Przeważnie rezystor jest dobierany tak aby przy natężeniu 1000 W/m2 napięcie wynosiło100mV.
Istotnym problemem jest właściwa kalibracja ogniwa referencyjnego, ponieważ od niego zależy dokładność pomiaru symulatora. Dlatego aby pomiary były wiarygodne, należy posiadać ogniwo zmierzone w autoryzowanym laboratorium.
Nowo wyznaczona czułość będzie określana jako czułość zgodna z danym laboratorium a wszelkie pomiary będą wykonane w odniesieniu do tego laboratorium. Jeśli ogniwo referencyjne zostanie zbadane w innym laboratorium, otrzymane wyniki będą się różnić. Doświadczenie pokazuje że te rozbieżności wynoszą do 5%. Regularny pomiar czułości ogniwa referencyjnego symulatora powinien być dokonywany co 1 miesiąc, w celu upewnienia się że nie powstały żadne rozbieżności w jego działaniu a wykonywane pomiary są prawidłowe. Także co 2-3 lata ogniwa referencyjne powinny być kalibrowane w innym, niezależnym laboratorium.
14.12.2008. 17:27
Opis działania symulatora słonecznego część 1
Symulator światła słonecznego PhotoEmission SS300b jest jednym z elementów rozbudowanego systemu do pomiaru charakterystyk prądowo - napięciowych ogniw fotowoltaicznych Solar Cell I-V Curve Tracer. Umożliwia on zarówno szybkie, rutynowe pomiary wielu elementów PV, jak również zaawansowane testy laboratoryjne takich parametrów jak charakterystyki jasne i ciemne, współczynniki temperaturowe czy rezystancja szeregowa. Został on wykonany w laboratorium SolarLab Politechniki Wrocławskiej. System ten odznacza się dużą rozdzielczością (16 bitów) i powtarzalnością pomiarów ogniw o rozmiarach 300 mm x 300 mm w szerokim zakresie napięcia polaryzującego (±10 V), dzięki czemu można wyznaczyć przebiegi w kierunku przewodzenia i zaporowym.System składa się z pięciu głównych elementów przedstawionych na rysunku 10 i od strony pomiarowej spełnia wszystkie wymagania europejskiej normy IEC 60904-1 dotyczącej pomiaru charakterystyk I-V. Najważniejszym urządzeniem jest generator światła PhotoEmission SS300b o świetle ciągłym i rozkładzie widmowym AM1.5G. Wyposażony jest w pojedynczą żarówkę ksenonową o mocy 3000 watów, która umożliwia uzyskanie natężenia promieniowania na płaszczyźnie stolika pomiarowego w zakresie 500 - 1200 W/m2. Dopasowanie spektralne do widma referencyjnego zawartego w normie ASTM E892 i obliczanego na podstawie ASTM E927 jest lepsze niż ±40%, a stabilność czasowa i niejednorodność promieniowania poniżej ±5%. Przez to symulator ma klasę B.
Stabilizacja działania lampy może odbywać się w dwóch trybach: za pomocą natężenia prądu zasilającego lub światła. Pierwszy polega na kontroli prądu przepływającego przez żarówkę i utrzymywaniu go na stałym poziomie, drugi natomiast wykorzystuje ogniwo referencyjne umieszczone poniżej obiektywu symulatora i sprzężenie zwrotne pomiędzy emitowanym światłem a układem zasilania lampy. Podczas pomiaru charakterystyk ogniw PV powinien być stosowany ten rodzaj stabilizacji. W rzeczywistości uzyskane wyniki pomiarów wskazują że niestabilność czasowa LTI, jest mniejsza niż ±0,5%. W dolnej części symulatora umieszczony jest mosiężny stolik pomiarowy wraz z czterema sondami prądowo - napięciowymi. Jest to układ sond Kelvina, w którym jedna para jest przeznaczona do pomiaru natężenia prądu a druga do wyznaczenia spadku napięcia. Przez to ogniwo mierzone jest jak precyzyjny rezystor, gdzie jedna para przewodów służy do doprowadzania prądu, natomiast druga o wysokiej impedancji służy do pomiaru spadku napięcia na zaciskach ogniwa.
14.12.2008. 17:27
Opis działania symulatora słonecznego część 2
Dodatkowo aby zminimalizować efekt rezystancji szeregowej wprowadzanej do charakterystyki przez metalizację górnej elektrody ogniwa, zastosowano cztery pary sond prądowo - napięciowych. Przez to rozpływ prądu z powierzchni ogniwa jest symetryczny i kompensuje spadki napięć na metalowych szynach zbierających. Dolne elektrody napięciowe umieszczone są w środkowej części stolika, natomiast elektrodę prądową stanowi polerowana płyta mosiężna, na której umieszczane są ogniwa. Na jej spodniej powierzchni znajdują się komórki Peltiera o mocy 280 W, dzięki którym badane ogniwo może być grzane lub chłodzone w zakresie 0° - 60°C, lub też temperatura może być stabilizowana na ustalonym poziomie. Nastawy temperatury mogą być wykonywane z panelu czołowego układu zasilającego, lub też poprzez aplikację symulatora.Charakterystyki prądowo - napięciowe mierzone są zawsze poczynając od polaryzacji w kierunku zaporowym z zaprogramowanym krokiem zmian napięcia na zasilaczu. Umożliwia on wykreślenie krzywych w trzech ćwiartkach wykresu dla ogniwa oświetlonego i dwóch w przypadku charakterystyk ciemnych. Przed przystąpieniem do pomiarów istotne jest określenie napięcia wstecznego ogniwa, od którego ma się rozpocząć skanowanie, tak aby charakterystyka przecięła się z osią 0-Y w punkcie natężenia prądu zwarcia. Konieczne jest także wprowadzenie wartości prądu w kierunku zaporowym, które pojawi się przy nastawionym napięciu wstecznym. Zabezpiecza to ogniwo przed przypadkowym uszkodzeniem w chwili pojawienia się wysokiej wartości prądu upływu lub zjawiska przebicia złącza p-n. Funkcja ta jest szczególnie przydatna w przypadku pomiaru ogniw wykonanych na bazie arsenku galu, charakteryzującymi się niskimi wartościami napięcia przebicia. Trzecim parametrem ograniczającym zakres pomiarowy jest natężenie prądu w kierunku przewodzenia. Po jego osiągnięciu wykreślanie charakterystyki I-V zostaje zatrzymane.
14.12.2008. 17:27
Buszując po globalnej sieci da się wynaleźć wiele rozlicznych stron internetowych. Wydaje mi się, że ta Tobie przypadnie do gustu: fotograf białystok. Buszując po sieci da się odkryć mnóstwo rozlicznych stron www. Moim zdaniem ta Ci spodoba się: bramy garażowe gdańsk. Z tą jesteśmy od kilku tygodni, więc warto ją odwiedzić: Wczasy Turcja. Pamiętaj, żeby nie zapomnieć zaglądnąć na portal naszych kolegów: serwis informacyjny. Na tej witrynie znajdziesz najróżniejsze zajmujące artykuły: Okna Opole.Spis treści
- Wskazówki do pomiarów
- Wpływ zacienienia
- Wpływ temperatury. Wyznaczanie temperaturowych współczynników prądu i napięcia
- Kalibracja Symulatora względem zewnętrznych laboratoriów standaryzujących
- Opis działania symulatora słonecznego część 1
- Opis działania symulatora słonecznego część 2