Magazyn Fotowoltaika 1_2020
Default description
praktyka
23
magazyn fotowoltaika 1/2020
co oznacza, że cała zmierzona charakterystyka I–V jest przesu-
wana wzdłuż osi prądu o wartość ∆I. W przypadku gdy błąd M jest
większy, |M-1| > 0,2 lub/i mierzony element PV posiada znaczącą
rezystancję szeregową RS, wówczas korygując krzywą uwzględnić
należy również wpływ rezystancji szeregowej RS na spadek napię-
cia na ogniwie:
gdzie indeksy Nmeas i Nkor i oznaczają kolejne punkty charaktery-
styki I–V, odpowiednio po pomiarze i po korekcie.
Dopiero z tak przeliczonej charakterystyki I–V powinny być
wyznaczone podstawowe parametry elektryczne oraz sprawność
elementu PV.
Pierwsza z opisanych metod korekcji preferowana jest przy
pomiarach ogniw lub modułów PV w warunkach symulowa-
nego oświetlenia, gdyż pozwala ona na zminimalizowanie błę-
dów wynikających z nieliniowości mierzonego elementu. Druga
metoda zazwyczaj jest stosowana przy pomiarach w warunkach
naturalnych (outdoor), gdy nie można w prosty sposób kontrolo-
wać natężenia światła.
Ze względu na konieczność dodatkowych pomiarów charakte-
rystyk widmowych SRmeas(λ), SRref(λ) oraz Gmeas(λ) błąd wynikający
z niedopasowania widmowego najczęściej nie jest uwzględniany
w rutynowej procedurze pomiarowej. Można go zminimalizować,
stosując do ustawiania natężenia światła symulatora wykorzysty-
wanego do pomiarów ogniwo wzorcowe tego samego typu, a więc
o bardzo zbliżonej charakterystyce widmowej, co mierzony element
PV, np. ogniwa i moduły krzemowe powinny być mierzone przy uży-
ciu krzemowego ogniwa wzorcowego. Ogniwo takie powinno być
wykalibrowane w laboratorium posiadającym stosowną akredytację,
np. CalLAB ISE-FhG we Freiburgu, ISFH CalTeC w Hameln czy
NREL w Golden, Colorado. Do pomiaru ogniw trzeciej generacji
niektóre akredytowane laboratoria oferują wywzorcowane ogniwa
krzemowe z pokryciem filtrującym – wycinającym promienio-
wanie długofalowe poza zakresem widzialnym.
Czwarte, ostatnie wydanie normy PN-EN
60904-7 podaje również wyrażenie na oblicze-
nie błędu powstałego z niedopasowania widmowego
w przypadku, gdy elementem wzorcowym do
pomiaru natężenia światła jest pyranometr,
którego czułość widmowa jest niezależna
od długości fali w bardzo szerokim zakresie widma (w praktyce
od 0,2 μm do ponad 3 μm). Wyrażenie (11) upraszcza się wówczas
do postaci:
gdzie Gref i Gmeas są odpowiednio wartościami natężenia światła
wzorcowego (np. 1000 W/m2 dla STC) oraz zmierzonego dla
aktualnie użytego źródła światła.
Jednorodność natężenia światła na powierzchni przeznaczonej do
pomiaru (ang. spatial non-uniformity)
Jednorodność natężenia światła (na powierzchni przeznaczo-
nej testu) definiowana jest następująco:
gdzie parametry GMax(A) i GMin(A) oznaczają odpowiednio naj-
wyższą oraz najniższą wartość natężenia promieniowania zmie-
rzone w granicach powierzchni A przeznaczonej do pomiaru.
Zauważyć należy, że przy takim sposobie definiowania niejedno-
rodności natężenia światła, gdzie uwzględniana jest suma, a nie
średnia wartości GMax(A) i GMin(A), względne różnice w natężeniu
światła mogą osiągać wartość 2 × SN.
W przypadku systemu przeznaczonego do pomiarów ogniw
jednorodność powinna być określana przy pomocy matrycy
ogniw o wymiarach nieprzekraczających 1/5 rozmiaru bada-
nej powierzchni. Pomiar wartości prądów zwarciowych ogniw
w matrycy powinien następować jednocześnie, aby uniknąć nakła-
dania się efektów związanych z fluktuacjami czasowymi natężenia
światła.
Przy powierzchni testowej o wymiarach mniejszych niż
10 cm jednorodność może być mierzona przy użyciu tylko jed-
nego ogniwa poprzez umieszczanie go i pomiar w różnych obsza-
rach pola pomiarowego. Wpływ niejednorodności na wynik
pomiaru obrazuje rys. 4.
Niestety, nie ma praktycznie możliwości skorygowania
kształtu zmierzonej krzywej I–V, gdyż zależy to od konkretnego
rozkładu niejednorodności.
Niestabilność czasowa natężenia promieniowania (ang. temporal
instability)
Niestabilność czasowa natężenia światła TIG (krótko- i długo-
czasowa) definiowana jest następująco:
gdzie parametry GMax(t) i GMin(t) oznaczają odpowiednio najwyż-
szą oraz najniższą wartość natężenia promieniowania zmierzone
w określonym przedziale czasu.
Podobnie jak w przypadku SN, również i tutaj faktyczne
względne różnice w czasie natężenia światła mogą wyno-
sić 2 x TIG.
Niestabilność krótkoczasowa – STI
(ang. short term instability)
Parametr
STI
definiowany
jest
Rys. 6. Wyznaczanie STI w przypadku, gdy źródłem światła służącym do pomiaru charakterystyki I–V jest
symulator z krótkim wielokrotnym błyskiem
Rys. 7. Przykład ogniwa wzorcowego wykonanego zgodnie
z wymaganiami normy PN-EN 60904-2 (źródło: ReRa)
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