Jinsi ya Kupima Kwa Usahihi Mviringo wa IV wa Moduli ya Jua ya PV
Utangulizi wa Bidhaa
Kutoka kwa kipimo kisicho na uhakika hadi upimaji wa kuaminika wa moduli ya PV
Nguvu iliyokadiriwa ni moja ya viashiria muhimu vya umeme vya moduli ya photovoltaic. Lakini nambari hii inatoka wapi? Katika maabara nyingi za kitaalamu na mistari ya uzalishaji wa moduli za jua, jibu huanza na jaribio la curve ya IV.
Jaribio la curve ya IV ni njia kuu inayotumiwa kutathmini utendaji wa moduli ya jua. Inaamua vigezo muhimu vya umeme kama vile mkondo wa mzunguko mfupi, voltage ya mzunguko wazi, nguvu ya juu na kipengele cha kujaza. Thamani hizi si nambari tu zilizochapishwa kwenye lebo; zinaathiri upangaji wa moduli, udhibiti wa ubora wa kiwanda, tathmini ya uwezo wa benki na utabiri wa utendaji wa mradi wa muda mrefu.
Hata hivyo, kupima curve ya IV kwa usahihi si rahisi kama kuweka moduli chini ya mwanga na kusoma thamani. Usawa wa mwanga, ulinganifu wa spectral, joto la moduli, athari ya capacitance, upinzani wa mawasiliano na urekebishaji wa mwanga vinaweza kubadilisha matokeo ya mwisho ya nguvu.
Ujuzi wa msingi wa kipimo cha curve ya IV
Kabla ya kujadili jinsi ya kuboresha usahihi wa kipimo, ni muhimu kuelewa maana ya msingi ya curve ya IV.
Curve ya IV ni curve ya tabia ya sasa-voltage ya moduli ya jua ya PV. Inaonyesha mkondo wa pato wa moduli chini ya hali tofauti za voltage. Kwa kuchambua curve hii, vigezo kadhaa muhimu vinaweza kupatikana.
Mkondo wa mzunguko mfupi, Isc: thamani ya mkondo wakati voltage ni 0. Inaonyesha uwezo wa mkondo unaozalishwa na mwanga wa moduli.
Voltage ya mzunguko wazi, Voc: thamani ya voltage wakati mkondo ni 0. Inaonyesha uwezo wa umeme unaozalishwa na seli za jua.
Sehemu ya nguvu ya juu, Pmax: mahali ambapo moduli inatoa nguvu ya juu zaidi ya DC.
Ili kufanya matokeo ya vipimo yalinganishwe, sekta ya PV kwa kawaida hutumia Masharti ya Kawaida ya Majaribio, pia huitwa STC.
| Hali ya Majaribio | Thamani ya Kawaida |
|---|---|
| Mwangaza | 1000 W/m² |
| Wigo | AM1.5G |
| Joto la seli | 25°C |
Kifaa kikuu kinachotumika kupima curve ya IV ni simulator ya jua. Inaunda hali ya mwanga inayodhibitiwa sawa na mwanga wa jua na inamruhusu mjaribu kuzalisha curve ya IV ya moduli. Utendaji wa simulator ya jua huathiri moja kwa moja usahihi wa mwisho wa kipimo.
Vigezo vya Kiufundi
Viwango muhimu na pointi za udhibiti wa kipimo
Kipimo sahihi cha IV kinategemea utendaji wa kifaa na mbinu sahihi ya kupima. Jedwali lifuatalo linafupisha vigezo muhimu zaidi vya kiufundi na viwango vya marejeleo vinavyotumika katika upimaji wa IV wa moduli za PV.
| Kipengee | Mahitaji ya Kiufundi | Kwa nini Ni Muhimu | Kiwango au Mbinu Inayohusiana |
|---|---|---|---|
| Kiwango cha mwangaza | 1000 W/m² chini ya STC | Huathiri moja kwa moja Isc na Pmax | Mfululizo wa IEC 60904 |
| Wigo | Wigo wa marejeleo wa AM1.5G | Hupunguza hitilafu ya kutolingana kwa wigo | IEC 60904-9, IEC 60904-7 |
| Joto la moduli | 25°C chini ya STC | Nguvu hubadilika na joto | IEC 60891 |
| Usawa wa mwanga | Ikiwezekana Daraja A+; kutokuwa na usawa chini ya 1% | Huepuka mwanga mwingi au mdogo kwenye moduli | IEC 60904-9 |
| Kutokuwa na utulivu kwa muda | Mwanga thabiti wakati wa pigo la kipimo au kipindi cha mwangaza | Huzuia upotoshaji wa curve unaosababishwa na mwangaza usio thabiti | IEC 60904-9 |
| Kifaa cha marejeleo | Seli ya WPVS iliyorekebishwa au moduli ya marejeleo iliyohitimu | Inahakikisha ufuatiliaji wa urekebishaji wa mwangaza | Kiwango cha Photovoltaic Duniani, mazoea ya IEC |
| Marekebisho ya kutolingana kwa wigo | Sababu ya kusahihisha inayokokotolewa wakati kifaa cha marejeleo na moduli ya majaribio zinatofautiana | Inaboresha usahihi kwa teknolojia tofauti za seli | IEC 60904-7 |
| Tafsiri ya curve ya IV | Marekebisho ya joto na mwangaza wakati hali za majaribio zinapotoka kutoka STC | Inabadilisha curve iliyopimwa kuwa hali za kawaida za kuripoti | IEC 60891 |
| Njia ya mawasiliano | Kipimo cha waya nne kinapendekezwa | Inapunguza kushuka kwa voltage na hitilafu ya upinzani wa mawasiliano | Mazoea mazuri ya maabara |
| Mkakati wa skanning | Skanning polepole, skanning hatua kwa hatua, skanning ya mwanga mwingi au skanning ya pande mbili kwa moduli zenye ufanisi wa juu | Inapunguza ushawishi wa uwezo na hysteresis | Njia ya majaribio inayotegemea teknolojia |
Kwa nini utendaji wa simulator ya jua ni muhimu sana
Simulator ya jua si mwanga wa jua asilia. Nguvu ya mwanga wake, wigo, usawa na uthabiti lazima vidhibitiwe na kuthibitishwa. Hata mkengeuko mdogo unaweza kuleta tofauti inayoonekana kwenye curve ya IV iliyopimwa, hasa wakati wa kupima moduli zenye ufanisi wa juu kama PERC, TOPCon, HJT au miundo mingine ya seli za hali ya juu.
Kwa mistari ya uzalishaji, hii ni muhimu zaidi kwa sababu kila moduli inawekwa daraja kulingana na nguvu iliyopimwa. Hitilafu ya utaratibu ya 1% katika mwangaza au marekebisho ya joto inaweza kuleta athari ya moja kwa moja ya kibiashara.
Faida za Kiufundi
Jinsi ya kuondoka kutoka upimaji usio sahihi hadi upimaji sahihi
Ingawa upimaji wa curve ya IV unaongozwa na viwango, masuala mengi ya vitendo bado yanaweza kupunguza usahihi wa majaribio. Yafuatayo ni matatizo ya kawaida na suluhisho za kiufundi zinazopendekezwa.
1. Usawa wa mwanga wa simulator ya jua
Mwanga kutoka kwa simulator unapaswa kufunika uso mzima wa moduli kwa usawa iwezekanavyo. Ikiwa mwangaza si sawa, maeneo tofauti ya moduli hupokea nguvu tofauti za mwanga. Hii inaweza kusababisha kutolingana kwa sasa ndani ya moduli na inaweza kufanya curve ya IV ionekane yenye hatua au isiyo ya kawaida.
Suluhisho linalopendekezwa:
Tumia simulator ya jua ya ubora wa juu yenye usawa mzuri wa mwanga.
Kwa upimaji wa usahihi, lenga usawa wa Daraja A+ la IEC 60904-9, ikimaanisha kutokuwa na usawa chini ya 1%.
Rambia ramani ya eneo la majaribio mara kwa mara ili kuangalia kama eneo lote la moduli linapata mwanga sawia.
2. Wigo na upungufu wa wigo
Wigo wa simulator ya jua kamwe haufanani kabisa na wigo wa kumbukumbu wa AM1.5G. Wakati huo huo, mwitikio wa wigo wa kifaa cha kumbukumbu unaweza kuwa tofauti na ule wa moduli inayojaribiwa. Hii inaleta hitilafu ya upungufu wa wigo.
Kwa mfano, seli ya kumbukumbu na moduli ya TOPCon zinaweza zisijibu kwa njia sawa kwa safu tofauti za urefu wa mawimbi. Ikiwa tofauti hii itapuuzwa, nguvu iliyopimwa inaweza kubadilika.
Suluhisho linalopendekezwa:
Tumia simulator ya jua yenye utendaji mzuri wa wigo kulingana na IEC 60904-9.
Thamani ya chini ya SPC inapendekezwa kwa kawaida.
Hesabu kipengele cha kusahihisha upungufu wa wigo kulingana na IEC 60904-7.
Tumia mbinu za kusahihisha curve ya IV kulingana na IEC 60891 inapohitajika.
3. Udhibiti wa joto
Moduli za PV za silicon fuwele ni nyeti kwa joto. Joto linapoongezeka kwa 1°C, nguvu ya pato inaweza kupungua kwa takriban 0.25% hadi 0.5%, kulingana na teknolojia ya moduli na mgawo wa joto.
Hii inakuwa muhimu hasa wakati wa kutumia simulator za jua za muda mrefu au za hali ya kudumu. Wakati wa mwanga, joto la moduli linaweza kuongezeka haraka na kusababisha kupotoka kwa kipimo.
Suluhisho linalopendekezwa:
Weka mazingira ya majaribio karibu na 25°C.
Tumia sensorer za joto kufuatilia joto la uso wa moduli kwa wakati halisi.
Ikiwa joto la moduli linatoka kwenye STC, tumia kusahihisha joto kulingana na IEC 60891.
Epuka mwanga mrefu usio wa lazima kabla ya kipimo, hasa kwa moduli nyeti kwa joto.
4. Athari ya uwezo na hysteresis
Moduli zenye ufanisi wa juu kama PERC, TOPCon na HJT zinaweza kuonyesha tabia inayohusiana na uwezo wakati wa skanning ya IV. Ikiwa skanning ya voltage ni ya haraka sana, sasa na voltage haziwezi kufikia hali thabiti katika kila hatua. Matokeo yake ni hysteresis, ambapo skanning za mbele na nyuma hazifanani kabisa.
Hii inaathiri moja kwa moja thamani zilizopimwa kama Pmax, kipengele cha kujaza na wakati mwingine hata makadirio ya Voc au Isc.
Suluhisho linalopendekezwa:
Tumia skana ya mstari polepole ili kuruhusu mwitikio wa umeme utulie.
Tumia mbinu za kumulika mara nyingi kuiga skana polepole, ingawa hii inaweza kupunguza kiwango cha uzalishaji.
Tumia skana ya hatua, subiri kwenye kila hatua ya voltage hadi mkondo utulie kabla ya kuendelea hadi hatua inayofuata.
Tumia skana ya mbele na nyuma kutathmini na kusahihisha tabia ya hysteresis.
Teknolojia kama DragonBack, Dynamic IV na mbinu za juu za kusahihisha hysteresis ni mifano ya mbinu za vitendo katika tasnia.
5. Upinzani wa mawasiliano
Upinzani wa mawasiliano ni tatizo la kawaida katika upimaji wa IV. Mawasiliano duni kati ya kifaa cha kupimia na vituo vya moduli unaweza kusababisha kushuka kwa voltage au kipimo kisicho imara cha mkondo. Hii inaweza kupotosha curve ya IV na kupunguza uwezo wa kurudia.
Suluhisho linalopendekezwa:
Tumia kipimo cha waya nne kutenganisha njia za kubeba mkondo na kuhisi voltage.
Weka viunganishi, vichunguzi na vifungo safi.
Badilisha mawasiliano ya majaribio yaliyochakaa au yaliyooksidishwa mara kwa mara.
Angalia uwezo wa kurudia wakati curves zisizo za kawaida zinaonekana.
6. Urekebishaji wa mwangaza wa simulator
Katika kipimo cha IV cha moduli ya PV, usahihi wa mwangaza ni moja ya mambo muhimu zaidi. STC inahitaji kupima kwa 1000 W/m², lakini swali la vitendo ni: tunawezaje kuwa na uhakika kwamba simulator inafikia 1000 W/m² kwenye eneo la majaribio?
Chanzo cha mwanga cha simulator ya jua hubadilika kwa wakati. Kuzeeka kwa taa, uchafuzi wa macho na mabadiliko ya mfumo vinaweza kubadilisha mwangaza halisi. Kwa hiyo, urekebishaji wa mwangaza mara kwa mara ni muhimu.
Suluhisho linalopendekezwa:
Tumia kifaa cha marejeleo cha msingi kama seli ya WPVS kwa urekebishaji.
Rekebisha simulator mara kwa mara kwa kutumia kifaa cha marejeleo.
Zingatia uhusiano kati ya mwangaza kwenye nafasi ya seli ya WPVS na wastani wa mwangaza juu ya eneo lote la majaribio.
Ikiwa uhusiano huu wa anga unapuuzwa, makosa zaidi ya 1% yanaweza kutokea.
Matumizi ya Bidhaa
Seli ya WPVS: marejeleo yenye mamlaka kwa urekebishaji wa mwangaza
Katika tasnia ya photovoltaic, urekebishaji wa mwangaza kwa kawaida hupatikana kupitia kifaa cha marejeleo kilichorekebishwa. Seli ya WPVS, kifupi cha seli ya World Photovoltaic Scale, ni moja ya vifaa vya marejeleo vya msingi vinavyotumiwa sana.
Seli ya WPVS ni seli ya jua ya kiwango cha juu ya usahihi inayotumiwa kusawazisha vifaa vya kupima nguvu za moduli za PV. Kazi yake kuu ni kutoa rejeleo thabiti la kimataifa ili matokeo ya vipimo kutoka maabara na njia tofauti za uzalishaji yaweze kulinganishwa.
Jinsi seli ya WPVS inavyosawazishwa
Ili kubaini kama mwangaza wa simulator ya jua ni kweli 1000 W/m², seli ya WPVS yenyewe lazima kwanza isawazishwe na taasisi ya metrolojia inayotambuliwa kimataifa.
Wakati wa usawazishaji, taasisi hupima mkondo wa mzunguko mfupi wa seli ya WPVS chini ya hali za kawaida: wigo wa AM1.5G na mwangaza wa 1000 W/m². Thamani hii iliyopimwa inakuwa thamani ya rejeleo inayotumiwa baadaye kwa usawazishaji wa simulator ya jua.
Hivi sasa, taasisi zinazotambuliwa kimataifa zenye uwezo wa kusawazisha vifaa vya rejeleo vya msingi ni pamoja na:
NREL, Maabara ya Kitaifa ya Nishati Mbadala, Marekani
PTB, Taasisi ya Fizikia na Teknolojia ya Shirikisho, Ujerumani
AIST, Taasisi ya Kitaifa ya Sayansi na Teknolojia ya Viwanda ya Juu, Japani
JRC, Kituo cha Pamoja cha Utafiti, Umoja wa Ulaya
Matokeo yao ya usawazishaji yanakubaliwa sana na sekta ya PV ya kimataifa na mara nyingi huchukuliwa kama kiwango cha dhahabu cha upimaji wa nguvu za moduli za PV.
Mahali ambapo upimaji sahihi wa IV unatumika
Upimaji sahihi wa curve ya IV ni muhimu katika hali nyingi zinazohusiana na PV:
Njia za uzalishaji wa moduli za jua: kwa upimaji wa mwisho wa nguvu, kupanga na kuweka lebo.
Maabara za PV: kwa uidhinishaji, utafiti na uthibitishaji wa bidhaa.
Ukaguzi wa ubora: kwa kuangalia kama utendaji wa moduli unakidhi vipimo vya ununuzi.
Tathmini ya teknolojia mpya: kwa kulinganisha tabia za moduli za PERC, TOPCon, HJT, IBC, shingled au thin-film.
Udhibiti wa mchakato wa kiwanda: kwa kutambua matatizo ya uuzaji, kutolingana, upinzani usio wa kawaida au pato la moduli lisilo imara.
Kwa kifupi, kipimo cha curve ya IV si tu jaribio mwishoni mwa uzalishaji. Pia ni chombo cha uchunguzi kinachoakisi ubora wa nyenzo, ulinganifu wa seli, mchakato wa uunganishaji, uthabiti wa lamination na udhibiti wa jumla wa utengenezaji.
Wasiliana na Ununuzi
Orodha ya vitendo kabla ya kufanya jaribio la curve ya IV
Kabla ya kuanza jaribio la kitaalamu la curve ya IV, ni muhimu kuthibitisha mambo yafuatayo:
Kifaa cha kuiga mwanga wa jua kimepimwa hivi karibuni.
Kifaa cha marejeleo kiko ndani ya kipindi chake cha uhalali wa urekebishaji.
Usawa wa mwanga, wigo na uthabiti wa muda unakidhi daraja linalohitajika.
Joto la moduli linapimwa na kurekodiwa.
Kifaa cha majaribio kina upinzani wa mawasiliano wa chini na thabiti.
Kasi ya skanning inafaa kwa teknolojia ya moduli inayojaribiwa.
Mbinu za kusahihisha zinatumika kulingana na IEC 60891 na IEC 60904-7 inapohitajika.
Curve za IV zisizo za kawaida hukaguliwa badala ya kukubaliwa kiotomatiki.
Curve ya IV inayotegemeka ni matokeo ya mfumo kamili wa kipimo, si usomaji wa chombo kimoja. Vifaa vizuri, viwango sahihi, urekebishaji makini na taratibu thabiti za uendeshaji vyote ni muhimu.
Maoni ya Ooitech
Kama msambazaji wa vifaa vinavyofanya kazi kwa karibu na miradi ya mstari wa uzalishaji wa paneli za jua, tunaona usahihi wa curve ya IV kama suala la udhibiti wa ubora katika kiwango cha kiwanda badala ya mada ya maabara pekee. Kwa moduli za kisasa zenye ufanisi wa juu, hasa TOPCon, HJT na teknolojia nyingine nyeti kwa uwezo, uchaguzi wa darasa la simulator, mkakati wa skanning na utaratibu wa urekebishaji unaweza kuathiri moja kwa moja upangaji wa nguvu na imani ya wateja. Mstari wa moduli ulioundwa vizuri unapaswa kuchukulia upimaji wa IV, ukaguzi wa EL na ufuatiliaji wa mchakato kama mifumo ya ubora iliyounganishwa, si vituo vilivyotengwa. Kwa watengenezaji wanaopanga uwezo mpya, kuwekeza katika mazoezi sahihi ya kipimo cha IV mapema mara nyingi ni nafuu kuliko kusahihisha kupotoka kwa nguvu kwa utaratibu baada ya uzalishaji wa wingi kuanza.
