PV 배열이 노후화됨에 따라 잠재적 시스템 성능 저하 원인이 많이 나타납니다. 예상되는 원인으로는 오염으로 인한 손실이나 장기적인 어레이 성능 저하가 있습니다. 예상치 못한 원인으로는 바이패스 다이오드 장애, 균열이 간 모듈 등이 있습니다. I-V 곡선 트레이서는 PV 소스의 모든 전류 및 전압 작동 지점을 캡처하기 때문에 고유한 방식으로 PV 시스템에서 성능 저하 증상을 식별할 수 있습니다.
모든 모듈 데이터 시트에서는 표준 테스트 조건(STC)에서 모듈을 작동하거나 부하를 추가할 수 있는 모든 전류 및 전압 조합을 나타내는 모델 I-V 곡선을 제공합니다. 측정된 I-V 곡선이 예상 I-V 곡선(모델 I-V 곡선을 기반으로 하지만 실제 방사 조도 및 온도 조건에 맞게 조정된 곡선)과 높이, 폭 또는 모양이 크게 다른 경우 이러한 편차는 잠재적 성능 문제에 대한 단서를 제공합니다. Fluke Solmetric PVA-1500과 같은 I-V 곡선 트레이서는 이러한 성능 저하 증상을 감지하는 기기입니다.
Fluke Solmetric PVA 1500V PV 분석기 기트, Fluke SolSensor 포함
PV 시스템 문제 해결 시 안전 고려 사항
전기 시스템을 다룰 때는 안전이 가장 중요합니다. PV 시스템의 구성 및 작동 방식을 이해하고 적절한 등급의 테스트 장비를 사용하며 NFPA 70E와 같은 안전 표준을 준수하는 것이 중요합니다. Fluke Solmetric PVA 1500과 같은 I-V 곡선 트레이서를 사용하면 회로에 인버터 부하를 추가하지 않고도 테스트를 수행할 수 있으므로 다른 테스트 방법에 비해 안정성을 더 높일 수 있습니다.
기본 테스트 절차
상용 및 유틸리티 규모의 PV 시스템에서 I-V 곡선 트레이스는 보통 전기 절연 컴바이너 박스에서 측정됩니다. 예를 들어, 구역 수준 모니터링이나 항공 열화상 검사에서 컴바이너 박스의 성능 저하가 나타난 경우 검사를 위해 플래그를 지정할 수 있습니다. 격리 후에는 육안 검사에 이어 I-V 곡선 추적을 실시하여 성능이 저하된 소스 회로를 식별할 수 있습니다. 보정된 성능 측정에는 배열 평면에 방사 조도 센서를 장착하고 모듈 뒷면에 온도 센서를 부착하는 작업이 포함됩니다. 각 PV 소스 회로는 개별적으로 테스트되고(회로당 10~15초 정도 소요됨) 데이터는 전자 방식으로 저장됩니다.
정상 상태에서의 모양 및 성능
현장에서 성능 문제를 식별하려면 비교 표준이 있어야 합니다. 문제 해결 상황에서 인접한 PV 소스 회로에서 측정한 값을 사용하여 비교할 수 있습니다. 그러나 일반적으로, 그리고 특히 시간 경과에 따른 성능을 벤치마킹하는 경우 비교에 모듈 명판 데이터를 사용합니다.
I-V 곡선 테스트를 수행하기 전에 테스트할 모듈 및 직렬 또는 병렬로 연결되는 모듈 수를 지정합니다. 이 정보와 기타 설정 입력을 기반으로 소프트웨어는 표준 테스트 조건에서 예상 성능 특성(예: Isc, Imp , Voc, Vmp, Pmp)을 계산합니다. 현장의 조건은 언제나 출하 시 테스트 조건과 다르기 때문에, I-V 곡선 트레이서는 수학적 모델을 사용하여 현장의 실제 방사 조도 및 온도 조건을 고려하고 테스트하는 PV 소스 회로나 모듈의 예상 I-V 곡선과 최대 전력 수치를 생성합니다.
PV 소스 회로나 모듈이 정상적으로 작동하는 경우 I-V 곡선 모양은 정상적입니다. 또한, 곡선 트레이서가 I-V 데이터에서 계산한 최대 정격 출력 전력은 예상 최대 출력 전력에 근사합니다. 이 상황에서 성능 계수(PF)를 사용하여 측정된 I-V 곡선이 예측 곡선과 일치하는 정도를 정량화합니다. 결과는 백분율로 보고되고, 방정식 PF = (측정된 PMP ÷ 예상 PMP) × 100과 같이 측정된 전력과 최대 예상 전력(PMP)을 사용하여 계산합니다. 정상적인 곡선 모양과 90% 및 100% 사이의 성능 계수는 PV 소스 회로나 모듈이 올바르게 작동하고 있으며, 심각하게 그림자가 지거나 오염되지 않았음을 나타냅니다.