Nová metoda ověřování záručních podmínek fotovoltaických modulů

Vědci z egyptské Americké univerzity v Káhiře vyvinuli novou metodiku pro ověřování naměřeného výkonu a záručních podmínek fotovoltaických modulů.

„Výrobci fotovoltaických modulů mají k dispozici datové listy, které obsahují produktové údaje o I-V křivce za standardních testovacích podmínek (STC),“ uvedli vědci. "Fotovoltaické moduly mají obvykle záruku 10 až 25 let, která je uvedena jako záruka, že panel bude fungovat nad určitým procentem maximálního výkonu za STC. Vzhledem k tomu, že podmínky STC se během doby údržby panelů prakticky nikdy nevyskytují, je zapotřebí metodika pro mapování naměřených I-V křivek za měřicích podmínek na STC."

Nový přístup je založen na modelu s jednou diodou, který představuje solární články jako elektrický obvod a řeší jeho rovnice pomocí numerického algoritmu Newton-Raphson, který se běžně používá pro aproximaci kořenů reálných funkcí.

Nová metodika začíná měřením v terénu, při kterém se shromažďují některé body I-V: napětí při otevřeném obvodu (Voc), zkratový proud (Isc), napětí v bodě maximálního výkonu (Vmp), proud v bodě maximálního výkonu (Imp) a dva body před a za bodem maximálního výkonu (MPP). Kromě toho se v okamžiku záznamu měří také ozáření a teplota okolí.

Poté algoritmus Newton-Raphson vyřeší model s jednou diodou a vypočítá fotoproud (Ipv), saturační proud diody (Is), sériový odpor (Rs), boční odpor (Rsh) a faktor ideality diody (n). Ze všech těchto hodnot lze sestavit křivky I–V a P–V. Poté program také vypočítá teplotní koeficient – sleduje, jak se mění různé parametry, když intenzita záření zůstává stejná, ale mění se teplota. To údajně umožňuje metodice převést výsledky na podmínky STC a porovnat je s datovým listem.

„Simulační model je ověřen měřenými údaji a přesně reprezentuje elektrické vlastnosti fotovoltaického modulu s maximální relativní chybou 1,37 %,“ uvedli vědci. „Umožňuje plynulé srovnání skutečného poklesu výkonu se záručními podmínkami. Tím lze identifikovat nadměrný pokles způsobený stárnutím a urychlit proces podávání reklamací v případě vadného fotovoltaického modulu.“

Tato metoda byla demonstrována na monokrystalickém polobuněčném fotovoltaickém modulu SunTech o výkonu 550 W. V jeho datovém listu podle STC je uvedeno Voc 49,88 V, Isc 14,01 A, Vmp 42,05 V a Imp 13,08 A. Skutečná měření byla provedena při teplotě 44,6 °C a ozáření 714 W/m2. Teplotní koeficient byl měřen při 823 W/m2 a teplotě článků 44,6 °C a 55,1 °C.

„Výsledky ukazují, že výkon modulu je v souladu se záručními standardy uvedenými v datovém listu, kde testovaný fotovoltaický modul zaznamenal po prvních dvou letech provozu průměrný pokles výkonu o -4,88 %,“ uvedl tým.