Eftersom solcellsmatriser åldras finns det många möjliga orsaker till att systemet inte fungerar så bra. Vissa kan förväntas, såsom nedsmutsningsförluster eller nedbrytning av matrissystemet på längre sikt. Vissa kan vara oväntade, t.ex. fel på förbikopplingsdiod, spruckna moduler osv. Eftersom analysatorer med spårning av ström/spänning-kurvor registrerar alla ström- och spänningsdriftpunkter för en solcellskälla har de en unik förmåga att identifiera symtom på otillräckliga prestanda i solcellssystem.
Varje moduldatablad innehåller en ström/spänning-modellkurva som representerar alla ström- och spänningskombinationer med vilka du kan använda eller ladda modulen under standardtestförhållanden (STC). När en uppmätt ström/spänning-kurva skiljer sig markant i höjd, bredd eller form från den förväntade ström/spänning-kurvan – som baseras på ström/spänning-modellkurvan men justerad för faktiska solinstrålnings- och temperaturförhållanden – ger avvikelsens natur ledtrådar om potentiella prestandaproblem. Analysatorer med spårning av ström/spänning-kurvor, som Fluke Solmetric PVA-1500, är avgörande för att upptäcka dessa symtom på otillräckliga prestanda.
Fluke Solmetric PVA 1500 Volts solcellsanalysatorsats med Fluke SolSensor
Säkerhetsöverväganden vid felsökning av solcellssystem
Säkerhet är av största vikt vid arbete med elektriska system. Det är viktigt att förstå solcellssystemets konstruktion och drift, använda korrekt klassificerad testutrustning och att följa säkerhetsstandarder såsom NFPA 70E. Genom att använda analysatorer med spårning av ström/spänning-kurvor, som Fluke Solmetric PVA-1500, kan säkerheten förbättras jämfört med andra testmetoder, eftersom det möjliggör testning utan att kretsarna behöver vara under växelriktarbelastning.
Grundläggande testprocedur
I kommersiella och storskaliga solcellssystem mäts ström/spänning-kurvor vanligtvis i elektriskt isolerade apparatskåp. Om till exempel zonnivåövervakning eller flygtermografi indikerar otillräckliga prestanda i ett apparatskåp kan det flaggas för inspektion. När de har isolerats kan visuella inspektioner följt av spårning av ström/spänning-kurvor identifiera källkretsar med otillräckliga prestanda. Kalibrerade prestandamätningar innebär installation av en solstrålningssensor i matrisplanet och montering av en temperatursensor på baksidan av en modul. Varje solcellskällkrets testas individuellt, processen tar så lite som 10 till 15 sekunder per krets och data sparas elektroniskt.
Normal form och prestanda
För att identifiera prestandaproblem i fält måste du ha en standard att jämföra med. I felsökningssituationer kan du använda mätningar som gjorts på angränsande solcellskällkretsar som jämförelse. Modulens märkplåtsdata är dock i allmänhet grunden för jämförelse, särskilt när du mäter prestanda under en längre tid.
Innan du utför testning av ström/spänning-kurvor anger du vilken modul du testar och hur många moduler som är serie- eller parallellkopplade. Baserat på dessa och andra konfigurationsinmatningar beräknar programvaran förväntade prestandaegenskaper – såsom Isc, Imp, Voc, Vmp och Pmp – vid standardtestförhållanden. Eftersom förhållandena i fält skiljer sig från fabrikstestförhållandena använder analysatorer med spårning av ström/spänning-kurvor matematiska modeller för att ta hänsyn till faktiska solinstrålnings- och temperaturförhållanden i fält och genererar en förväntad ström/spänning-kurva och ett maxeffektvärde för den solcellskällkrets eller modul som testas.
Om en solcellskällkrets eller modul fungerar normalt har dess ström/spänning-kurva en normal form. Dessutom kommer den maximala uteffektsklassificeringen, som kurvspåraren beräknar från ström/spännings-data, att vara nära den förväntade maxeffekten. Vi använder prestandafaktorn (PF) i det här sammanhanget för att kvantifiera hur väl en uppmätt ström/spänning-kurva överensstämmer med en förväntad kurva. Den rapporteras som en procentsats och beräknas med hjälp av den uppmätta och förväntade maxeffekten (PMP) som visas i ekvationen PF = (uppmätt PMP ÷ förväntad PMP) × 100. En normal kurvform och en prestandafaktor mellan 90 % och 100 % indikerar att en solcellskällkrets eller modul fungerar korrekt och inte är allvarligt skuggad eller smutsig.