PV_2_2020
Default description
PrAkTykA
23
magazyn fotowoltaika 2/2020
wyjściowym i zakresach odpowiednich
dla parametrów wyjściowych mierzo-
nego elementu PV. W praktyce wykorzy-
stywane są tzw. obciążenia elektroniczne
pozwalające na zmianę punktu pracy ele-
mentu PV poprzez zmianę rezystancji
obciążenia i tym samym punktu charakte-
rystyki I–V, bądź układy z tzw. zasilaczem
bipolarnym umożliwiającym kompensa-
cję fotoprądu generowanego przez mie-
rzony element. Różne sposoby pomiaru
charakterystyk I–V przedstawione zostały
schematycznie na rys. 1. Jak widać, w każ-
dym przypadku napięcie U mierzone jest
bezpośrednio na zaciskach badanego ele-
mentu PV, natomiast prąd I mierzony
jest jako spadek napięcia Um na precyzyj-
nym i stabilnym rezystorze Rm. Najprost-
szy układ przedstawiony jest na rys. 1a.
Rolę zmiennego obciążenia stanowi tu
manualnie ustawiany potencjometr PR.
Układ ten ma raczej znaczenie jedynie
poglądowe i ze względu na swoją oczywi-
stą niepraktyczność jest bardzo rzadko sto-
sowany. Rys. 1b przedstawia układ, w któ-
rym rolę zmiennego obciążenia odgrywa
sterowane prądem bazy IB (IB=UC/RB) złą-
cze emiter-kolektor tranzystora bipolar-
nego. Układ taki jest dość prosty do zre-
alizowania, ale jego minusy to stosunkowo
duży spadek napięcia na tranzystorze
i ograniczona moc. Ciekawą i praktyczną
opcją w przypadku pomiaru modułów
jest układ z tranzystorem polowym MOS-
FET przedstawiony na rys. 1c, gdzie rolę
obciążenia odgrywa kontrolowana napię-
ciem bramki UC rezystancja kanału tran-
zystora. Bardzo niskie wartości rezystan-
cji kanału tranzystorów MOSFET (nawet
rzędu kilku mΩ) powodują, że spadek
napięcia na tranzystorze "gubiony" w trak-
cie zdejmowania charakterystyki, nawet
w przypadku dużego prądu (> 10 A), jest
niewielki. Rozwiązanie takie jest zazwy-
czaj stosowane w komercyjnych, progra-
mowanych obciążeniach elektronicznych
o mocy rzędu od kilkudziesięciu W do
kilku kW, przydatnych do pomiaru modu-
łów PV nawet o największych mocach ofe-
rowanych dzisiaj na rynku (~600 Wp).
Najbardziej zaawansowanym układem sze-
roko stosowanym zarówno do pomiaru
pojedynczych ogniw, jak i dużych modu-
łów PV, jest układ wykorzystujący zasilacz
bipolarny przedstawiony na rys. 1d. Naj-
istotniejszą cechą zasilacza bipolarnego
różniącego go od popularnych zasilaczy
unipolarnych jest to, że jest on przysto-
sowany do tego, by prąd płynący przez
jego wyjście mógł płynąć w obu kierun-
kach – tzn. wypływać bądź wpływać3,
jeżeli generowany jest przez zewnętrzne
źródło, jakim jest oświetlony element
fotowoltaiczny. Cecha ta wprost prede-
stynuje zasilacze bipolarne do pomiaru
elementów PV, choć, niestety, nie należą
one do przyrządów tanich. Dodatkową
zaletą jest możliwość wykonania pomiaru
w trzech ćwiartkach układu współrzęd-
nych I–V, tzn. w kierunku zaporowym – na
lewo od osi prądu – oraz w kierunku prze-
wodzenia – poniżej osi napięcia, a także
pomiar charakterystyk ciemnych, tzn.
w warunkach braku oświetlenia. Cieka-
wym przykładem tego typu przyrządów
są tzw. źródła mierzące (ang. sourcemeters)
fi rmy Keithley Instruments z serii SM 24xx
i SM 26xx, dostępne w szerokim zakre-
sie prądów i napięć. Niezależnie od bipo-
larnego wyjścia zasilającego urządzenia te
wyposażone są w układy mierzące z dużą
dokładnością prąd i napięcie na elemencie,
przez który prąd ten przepływa.
Na rys. 1e przedstawiono schematycz-
nie metodę pojemnościową pomiaru, gdzie
jako obciążenie zastosowano układ pojem-
nościowo-rezystancyjny C-ROBC. Konden-
sator C ładowany jest tu prądem gene-
rowanym przez element PV, a następ-
nie rozładowywany przez rezystor ROBC.
W trakcie procesu rozładowania mierzone
są prąd I oraz napięcie U elementu PV
od niemal warunków zwarcia do pełnego
rozwarcia. Tzw. metoda pojemnościowa
pozwala mierzyć charakterystyki generato-
rów PV o mocach nawet powyżej 100 kW
i stąd najczęściej jest stosowana w przeno-
śnych urządzeniach serwisowych do dia-
gnostyki większych instalacji PV, a rzadziej
do pomiaru pojedynczych modułów.
Pomiar charakterystyki I–V
ogniwa – wpływ geometrii
i ustawienia sond pomiarowych
Sposób podłączenia ogniwa do układu
pomiarowego ma kluczowe znaczenie dla
jakości pomiaru. Ze względu na wielkość,
kształt i konfi gurację elektrod najczęściej
wymaga to specjalnie zaprojektowanego
systemu elektrod.
Oświetlone
ogniwo
generuje
fo-
toprąd w całej swojej objętości przy bar-
dzo dużej powierzchni w stosunku do nie-
wielkiej grubości. Struktura typowego
– Charakterystyka czasowo-prądowa wkładek topikowych
optymalnie dostosowana do zabezpieczania paneli
fotowoltaicznych.
– Cylindryczny kształt, od 6.3 x 32 mm do 20 x 127 mm, różne
wielkości wkładek topikowych NH.
– Napięcia znamionowe od 400 V do 1500 V.
– Różne warianty montażu: wkładki bezpiecznikowe firmy SIBA
mogą być lutowane bezpośrednio na płytce montażowej,
umieszczane w zaciskach lutowniczych lub montowane
w podstawach.
– Małe gabaryty bezpieczników na wyższe napięcia.
Przegląd standardowych
wkładek topikowych firmy SIBA
dla fotowoltaiki
Wymiary [mm]
wielkość
Napięcie
znamionowe
Prąd znamionowy
[A]
6,3 x 32
DC 400 V
1÷8
10 x 38
DC 1000 V
0,5 ÷20
14 x 51
DC 1000 V
10 ÷25
10 x 51
DC 1100 V
6÷20
10 x 85
DC 1100 V
2 ÷ 20
NH 1L
DC 1100 V
50 ÷200
NH 3L
DC 1100 V
50 ÷500
20 x 127
DC 1500 V
2 ÷63
Dalsze szczegóły techniczne na zapytanie i na stronie internetowej.
SIBA Polska Sp. z o.o.
ul. Warszawska 300D
05-082 Stare Babice
tel. 22 832 14 77
tel. 601 241 236
tel. 603 567 198
siba@siba-bezpieczniki.pl
www.siba-bezpieczniki.pl
Zalety
bezpieczników dla fotowoltaiki
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 57 58 59 60