Měření IV charakteristik fotovoltaických panelů hraje klíčovou roli při hodnocení účinnosti systému a odhalování potenciálních problémů ve fotovoltaické instalaci.
V tomto článku si přiblížíme, jak provádět přesná měření v souladu s normou IEC 61829 pomocí měřicího přístroje Sonel PVM-1530 Max a objevíme také vliv faktorů prostředí, jako je intenzita slunečního záření a teplota, na výsledky měření a také důležitost jejich korekce na standardní zkušební podmínky (STC).
I-V charakteristika – proč je tak důležitá?
Jednou z hlavních funkcí Sonel PVM-1530 je měření I-V křivek. I-V charakteristika je graf, který znázorňuje výkon panelu jako funkci proudu a napětí. Podle normy IEC 62446-1 se jedná o jedno ze dvou měření definovaných v testech kategorie 2. I-V křivky jsou velmi užitečné při hodnocení fotovoltaických instalací z hlediska výkonu a potenciálních problémů. Přístroj zaznamenává vztah mezi proudem a napětím úpravou zátěže napětí naprázdno (Uoc) a zkratového proudu (Isc).
Ačkoli se tento typ měření zdá být jednoduchý, může často vést k výsledkům, které se výrazně liší od očekávaných hodnot. Tento článek popisuje, jak tato měření provést pomocí přístroje Sonel PVM-1530 Max tak, aby výsledky přesně odrážely skutečný stav testovaných FV panelů, a to na základě normy IEC 61829:2015 Fotovoltaické (FV) pole - Měření voltampérových charakteristik při zapnutém stavu.
Vliv slunečního záření a teploty na výsledky měření
Sonel PVM-1530 je schopen měřit připojené panely a generovat I-V křivku během několika sekund. Pouhé připojení panelů k měřiči však nestačí, protože takovou křivku je obvykle obtížné porovnat s referenční křivkou poskytnutou výrobcem FV panelů v souladu s STC.
STC podmínky předpokládají:
- osvit E = 1000 W/m²
- teplota FV panelu TPV = 25°C
- vzduchová hmota AM = 1.5
V praxi je raritou, aby se měření v terénu prováděla za podmínek STC. Proto je nutné korigovat naměřené hodnoty na STC, aby se posoudilo, zda je I-V křivka správná. To vyžaduje zaznamenání ozáření a teploty, aby měřič mohl výsledky odpovídajícím způsobem přepočítat. Teprve poté lze výsledky spolehlivě porovnat s údaji výrobce.
Proč jsou měření ozáření a teploty tak důležitá?
Hodnoty proudu a napětí generované fotovoltaickými panely jsou vysoce závislé na těchto parametrech, které zase přímo ovlivňují výstupní výkon. Obrázek 4 ukazuje, jak ozáření ovlivňuje generování. S rostoucím ozářením se proud a výkon lineárně zvyšují (za předpokladu konstantní teploty panelu), zatímco napětí se mění jen nepatrně. Z tohoto důvodu by mělo být ozáření měřeno pomocí externího senzoru Sonel IRM-1 ve stejném úhlu náklonu a orientaci jako testovaný string panelů.
IEC 61829 – standard pro měření fotovoltaiky
Standard IEC 61829 specifikuje, že pro měření I-V křivky s korekcí STC by měla být ozáření alespoň E = 700 W/m². Sonel PVM-1530 kontroluje hodnotu ozáření pomocí primárního senzoru ozáření (IRM-1) před zahájením měření I-V křivky. Pokud je hodnota příliš nízká, zařízení zobrazí varování (viz obrázek 5).
Protože string může obsahovat desítky panelů instalovaných na velké ploše, je důležité, aby všechny panely byly namontovány ve stejném směru, na rovném povrchu a vystaveny rovnoměrné intenzitě slunečního záření. Pokud se fotovoltaická instalace skládá ze stringů s různými úhly sklonu, orientacemi, technologiemi nebo elektrickými konfiguracemi, měla by se měření provádět pro každý řetězec samostatně.
Dva senzory ozáření – klíč k dodržování předpisů
Standard IEC 61829 vyžaduje měření ozáření alespoň ve dvou bodech podél stringu a rozdíl mezi nimi by neměl překročit 2 %. Proto je PVM-1530 Max standardně vybaven dvěma senzory ozáření Sonel IRM-1 – jedním hlavním a jedním pomocným.
Pro splnění podmínek standardu je třeba kontrolovat ozáření na obou koncích stringu. Pokud PVM-1530 detekuje rozdíl větší než 2 %, zobrazí varování (viz obrázek 7).
Je zásadní, aby Sonel PVM-1530 měřil a zaznamenával hodnoty ozáření z obou senzorů během celého vykreslování I-V křivky (100bodů). Tyto hodnoty se zobrazují na obrazovce jako grafy, což uživateli umožňuje ověřit stabilitu světelných podmínek během měření.
Stabilita měření – jak se vyhnout chybám
Jak již bylo vysvětleno, řízení stability ozáření je nezbytné – ale důležitá je i teplotní stabilita. Velké rozdíly v teplotě panelu napříč řetězcem mohou způsobit nespolehlivé výsledky I-V. I když teplota neovlivňuje výstupní výkon tak významně jako ozáření, nesmí se ignorovat. S rostoucí teplotou panelu se proud mírně zvyšuje, zatímco napětí klesá výrazněji, což má za následek snížení výkonu. Tyto vztahy jsou znázorněny na obrázku 9.
Podle standardu IEC 61829 by teplotní rozdíl mezi panely v měřeném řetězci neměl překročit 1 °C. Sonel PVM-1530 opět využívá k monitorování tohoto parametru oba senzory. Pokud je detekován rozdíl větší než 1 °C, měřič zobrazí varování (viz obrázek 10). Během měření I-V se zaznamenává teplota z obou senzorů a zobrazuje v grafické podobě, stejně jako data o ozáření (viz obrázek 8).
Jak zajistit spolehlivost měření I-V charakteristik
Stručně řečeno, je třeba mít vždy na paměti, že měření I-V charakteristik může vést k výsledkům, které se liší od očekávání. Tyto výsledky by však měly naznačovat skutečný problém ve fotovoltaickém systému, nikoli chybu v postupu měření.
Všechny funkce měřiče popsané v tomto článku jsou navrženy tak, aby byla měření prováděná pomocí Sonel PVM-1530 Max a dvou senzorů IRM-1 spolehlivá a poskytovala nejvyšší možnou přesnost, a zároveň minimalizovala riziko chyby uživatele. Uživatel se pak může soustředit na interpretaci výsledků, aniž by se musel starat o správné nastavení měřiče nebo o povětrnostní podmínky ovlivňující I-V křivku.
Za zmínku také stojí, že měřicí přístroj Sonel PVM-1530 Max je připraven k měření dle normy IEC 61829 ihned po vybalení z krabice po spárování se senzory. Ostatní verze měřiče (Sonel PVM-1530 a Sonel PVM-1530 Pro) nabízejí stejnou funkcionalitu po přidání potřebných senzorů IRM-1.
Tech Aid Czech Branch s.r.o.
Na Brankách 442/2, 678 01 Blansko
Tel.: +420 606 319 143+
E-mail: Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.
www.tacb.cz
