Fullscreen

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