Magazyn Fotowoltaika 1_2020
Default description
praktyka
22
magazyn fotowoltaika 1/2020
perowskitowe) wykalibrujemy natężenie światła symulatora
z użyciem krzemowego ogniwa wzorcowego (patrz przykłady
na rys. 2) lub wykonamy pomiar wykorzystując źródło światła
o charakterystyce znacznie odbiegającej od widma AM 1,5 G (np.
pod lampą halogenową), dla którego kalibrowane było ogniwo
wzorcowe5.
Błąd powodowany niedopasowaniem widmowym definio-
wany jest następująco:
gdzie:
ISC,ref,Gref – prąd zwarciowy ogniwa/modułu wzorcowego zmie-
rzony pod wzorcowym oświetleniem,
ISC,ref,Gmeas – prąd zwarciowy ogniwa/modułu wzorcowego zmie-
rzony pod oświetleniem symulowanym,
ISC,meas,Gmeas – prąd zwarciowy ogniwa/modułu badanego zmierzony
pod oświetleniem symulowanym,
ISC,meas,Gref – prąd zwarciowy ogniwa/modułu badanego zmierzony
pod wzorcowym oświetleniem,
przy czym jako oświetlenie wzorcowe rozumiane jest widmo
AM1.5G zdefiniowane w normie PN-EN 60904-3, natomiast
oświetlenie symulowane jest tym, pod którym wykonujemy
pomiar.
Wartość każdego z wymienionych prądów zwarciowych wyli-
czana jest na podstawie zmierzonej charakterystyki SR(λ) ele-
mentu fotowoltaicznego (zgodnie z PN-EN 60904-7) oraz
charakterystyki widmowej źródła światła – zmierzonej przy uży-
ciu spektroradiometru bądź zdefiniowanej jak w przypadku wzor-
cowej AM1.5G.
Korzystając z wyrażenia (7), błąd MM można wyrazić jako:
W efekcie różnic pomiędzy parami charakterystyk widmo-
wych Gmeas(λ) i Gref(λ) oraz SRref(λ) i SRmeas(λ) wartość parametru
MM będzie różna od 1. Oznacza to, że zmierzona wartość prądu
zwarciowego ogniwa wzorcowego użytego do kalibracji natężenia
światła symulowanego nie odpowiada wartości natężenia świa-
tła o wzorcowym rozkładzie widmowym, przy którym mierzony
(badany) element PV wygenerowałoby prąd zwarciowy o takiej
samej wartości jak uzyskany w trakcie wykonanego pomiaru.
Należy zatem wyznaczyć taką efektywną wartość natężenia świa-
tła o wzorcowym rozkładzie widmowym, które spowodowałoby
wygenerowanie takiego samego prądu zwarciowego ogniwa bada-
nego jak ten generowany dla natężenia Gmeas dla rozkładu widmo-
wego aktualnie użytego symulatora promieniowania słonecznego:
By móc odnieść wynik pomiaru do warunków oświetle-
nia odpowiadających wzorcowemu widmu promieniowa-
nia AM1.5G, można skorzystać z jednej dwóch możliwych
metod korekcji:
(1) Jeżeli to możliwe, należy skorygować natężenie światła
symulatora do wartości Geff wyznaczonej zgodnie z (12), tak by
odpowiadało ono natężeniu wzorcowemu Gref (np. 1000 W/m2
dla STC), czyli nastawa natężenia wykonana przy użyciu ogniwa
wzorcowego (jego stałej kalibracji) dla aktualnego widma pro-
mieniowania powinna teraz wynosić6:
Po takiej korekcie mierzony element PV będzie teraz gene-
rować prąd zwarciowy, jaki generowałby oświetlony światłem
o wzorcowym natężeniu i wzorcowym rozkładzie widmowym7.
(2) Drugim sposobem jest przeliczenie całej zmierzonej cha-
rakterystyki I–V do wartości natężenia światła Geff wyliczonej
zgodnie z (12). Przeliczenie wartości prądu i napięcia w poszcze-
gólnych punktach krzywej I–V powinno zostać wykonane zgodnie
z procedurami opisanymi w normie IEC 60891.
Przy wartościach MM niewiele odbiegających od 1 procedura
korekcji oznaczona jako (2) może wyglądać następująco:
należy wyznaczyć wartość prądu zwarciowego ISCcorr mierzonego
elementu skorygowaną do prawidłowej wartości odpowiadającej
wzorcowemu promieniowaniu
co odpowiada przesunięciu całej charakterystyki I–V o wartość ∆ISC:
a cała zmierzona charakterystyka I–V jest przeliczana w ten
sposób, że dla każdego zmierzonego punktu krzywej I–V do war-
tości prądu dodawana jest wartość ∆ISC:
Rys. 4. Wpływ niejednorodności natężenia światła na pomiar charakterystyki I–V modułu (źródło: IP Perfor-
mance, Guidelines for PV Power Measurement in Industry – JRC Scientific & Technical Reports, 2010)
Rys. 5. Wyznaczanie STI w przypadku, gdy źródłem światła służącym do pomiaru charakterystyki I–V jest
symulator błyskowy o długim czasie trwania impulsu
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56