Pomiar charakterystyki prądowo-napięciowej
Pomiar charakterystyki prądowo-napięciowej oświetlonego ogniwa lub modułu fotowoltaicznego polega na zmianie napięcia polaryzującego i pomiarze odpowiadającego mu, generowanego prądu. Należy pamiętać że kształt krzywej I/V jest całkowicie zależny od natężenia promieniowania, jego widma, jednorodności, temperatury modułu.Aby pomiary ch-k modułów były porównywalne między sobą i zgodne z normami konieczne jest aby:
- wartość natężenia promieniowania była dokładnie określona, jak najbardziej stabilna w czasie ponieważ od tego, liniowo, zależy wartość generowanego prądu.
- jednorodność światła na całej płaszczyźnie badanego modułu musi być większa niż 1%
- rozkład widma promieniowania powinien być jak najbardziej zbliżony do widma promieniowania słonecznego AM1.5 i zdefiniowanego normą IEC 60904-3
- temperatura ogniwa powinna wynosić 25°C a jeśli nie jest to możliwe należy przeliczyć wyniki stosując współczynniki temperaturowe prądu i napięcia.
- przekroje kabli połączeniowych i zastosowane kontakty muszą do minimum ograniczyć spadki napięć. Zaleca się stosowanie pomiaru czteroprzewodowego.
Aby uzyskać najlepsze wyniki pomiaru zgodnie z powyższymi wymaganiami należy postępować następująco:
• Aby znane było rzeczywiste natężenie promieniowania, konieczny jest ciągły pomiar podczas wyznaczania charakterystyki prądowo-napięciowej. Dzięki temu wszelkie fluktuacje natężenia światła mogą być skorygowane do wartości standardowych STC.
• Istnieją dwa główne sposoby osiągnięcia dobrej jednorodności światła: zastosowanie specjalnych soczewek ze zwierciadłami i elementami rozpraszającymi oraz użycie punktowego źródła światła.
Stosowane specjalnie zaprojektowanej optyki powoduje że widmo emisji żarówek generatora zmienia się po odbiciu od reflektorów i przejściu przez soczewki. Aby skompensować te zmiany, stosuje się dodatkowe filtry. Drugą metodą otrzymania wysokiej jednorodności promieniowania jest zastosowanie punktowego źródła światła przy jednoczesnym zapewnieniu dużej odległości między źródłem a próbką.
• Zagwarantowanie odpowiedniego widma promieniowania zbliżonego do promieniowania słonecznego jest trudniejszym zadaniem. Wynika to z różnic temperatur powszechnie dostępnych źródeł światła i temperatury Słońca. Żarówki jarzeniowe przeważnie mają temperaturę 3200°K, natomiast temperatura powierzchni Słońca wynosi 5800°K. Zgodnie z prawem Wiena, wraz ze wzrostem temperatury ciała, emituje ono promieniowanie o maksimum widma przesuniętym w stronę krótszych fal. Dlatego stosowane żarówki, ze względu na niska temperaturę, emitują zbyt dużo fal w zakresie podczerwieni a za mało w ultrafiolecie w stosunku do widma światła słonecznego. Powoduje to konieczność stosowania odpowiednich filtrów i dużą stratę energii, która zostaje odfiltrowana z zakresu podczerwieni. Rozwiązanie to jest niepraktyczne w przypadku oświetlania powierzchni kilku metrów kwadratowych właśnie ze względu na niską sprawność energetyczną.
Innym sposobem uzyskania widma takiego jak słoneczne, jest użycie lamp metalogenicznych. Dają one bardzo podobne widmo ale zawierające dodatkowe linie spektralne bardzo trudne do odfiltrowania. Można stosować także lampy ksenonowe o ciągłym świeceniu. Ten rodzaj źródła światła ma rozkład widma promieniowania najbliższy widmu Słońca w zakresie widzialnym (380nm-780nm). Natomiast w zakresie podczerwieni wymaga zastosowania filtrów eliminujących emisję dodatkowych linii widmowych. Jeśli oświetlana jest duża powierzchnia w odległości kilku metrów od źródła, ciągłe świecenie lampy powoduje emisję energii cieplnej. Jej moc może dochodzić do kilkunastu kilowatów, przez co konieczne jest stosowanie specjalnych kanałów wentylacyjnych. W celu częściowego ograniczenia emisji ciepła stosuje się specjalne obiektywy optyczne z elementami rozpraszającymi, które pozwalają uzyskać lepszą jednorodność promieniowania przy mniejszej odległości a tym samym częściowo zmniejszyć moc lampy. Ostatnim sposobem generacji promieniowania, który eliminuje najpoważniejsze wady powyższych, jest zastosowanie ksenonowych lamp błyskowych. Rozkład widma promieniowania jest bardzo zbliżony do widma AM0, a poprzez zastosowanie prostych filtrów można uzyskać widmo AM1 lub AM1.5. Istotną zaletą błyskowych źródeł światła jest brak nagrzewania się badanej próbki podczas pomiaru i dużo mniejsze zapotrzebowanie na energię w porównaniu do źródeł światła ciągłego.
• Moduł oświetlany ciągłym promieniowaniem o natężeniu 1000W/m2 powinien przez około 30 minut ustabilizować temperaturę, tak aby podczas pomiaru była ona stała i jej zmiana nie wpływała na kształt charakterystyki I-V. W przypadku lamp błyskowych wzrost temperatury podczas pomiaru jest pomijalny.
• Ważne jest zmniejszenie rezystancji połączeń elektrycznych badanego modułu i zastosowanie takiej techniki pomiaru, aby ograniczyć ich wpływ na wynik pomiaru. Aby wyjaśnić dlaczego rezystancje połączeń są tak ważne podczas pomiarów, rozpatrzmy następujący przykład. Przyjmijmy że natężenie prądu ogniwa wynosi 4A a rezystancja kontaktu elektrycznego 0,01Q. Wywołuje ona spadek napięcia równy 4mV, co dla ogniwa krzemowego o napięciu w punkcie mocy maksymalnej 400mV stanowi aż 10%. Przez to także obliczona moc ogniwa różni się od rzeczywistej mocy maksymalnej o 10%. W rzeczywistości rezystancje komercyjnie dostępnych złączy fotowoltaicznych są mniejsze i wynoszą 0,25-1mQ. Jednakże aby uniknąć nawet niedużych spadków napięć także na długich przewodach pomiarowych, należy stosować czteroprzewodową technikę pomiaru.
14.12.2008. 22:18
W internecie można znaleźć mnóstwo różnych stron. Naszym zdaniem ta jest naprawdę dobra alegre. Inną stroną, którą warto odwiedzić jest części samochodowe passat, Z pewnością zainteresuje Cię ta strona Gainer. Nie zapomnij odwiedzić Testosteron. Ta witryna także jest ciekawa mielno nad morzem.Spis treści
- Stała słoneczna i składniki promieniowania
- Pomiar charakterystyki prądowo-napięciowej
- Opis budowy i działania symulatora ssiiib
- Elektronika sterująca i interfejs pomiarowy
- Generator błysku i zasilanie
- Ogniwo referencyjne
- Najważniejsze cechy działania symulatora