Utangulizi: Kwa Nini Urekebishaji wa Simulator ya Jua ni Muhimu

Katika upimaji wa moduli za photovoltaic, kipimo cha kuaminika huanza na jambo moja: simulator ya jua iliyorekebishwa vizuri. Ikiwa pato la simulator halidhibitiwi kwa usahihi, nguvu ya moduli iliyopimwa, mkondo, na ufanisi vinaweza kupotoka kutoka kwa thamani halisi. Katika soko ambapo moduli za 500 W na za juu zaidi tayari zimeenea, hata kosa la 0.5% linaweza kuwa na maana kibiashara.

Simulator ya jua ni kifaa kilichoundwa kuzalisha mwanga wa jua chini ya hali za maabara zilizodhibitiwa. Inatumika sana kwa upimaji wa utendaji wa moduli za PV, hasa chini ya STC, au Masharti ya Kawaida ya Upimaji. Kwa maneno rahisi, ndio chanzo kikuu cha mwanga nyuma ya upimaji wa umeme wa PV wa kitaalamu.

Kielelezo 1 Simulator ya jua A+ A+ A+

Chanzo cha picha: Mtandao

Urekebishaji wa Mwangaza Chini ya STC

Kwa kazi nyingi za urekebishaji wa maabara, lengo la kwanza ni mwangaza. Chini ya STC, simulator inapaswa kurekebishwa hadi 1000 W/m² na wigo wa AM1.5G na joto la seli la 25°C.

Katika tasnia ya PV, seli ya WPVS hutumiwa kama Kifaa cha Marejeleo cha Msingi. Taasisi za metrolojia zilizoidhinishwa kama PTB au NREL hutoa mkondo wa mzunguko mfupi uliorekebishwa, au Isc, wa seli ya WPVS chini ya AM1.5G na mwangaza wa 1000 W/m². Thamani hii ya urekebishaji inafuatiliwa hadi Mfumo wa Kimataifa wa Vitengo, na kutokuwa na uhakika kwake kunaweza kuwa chini ya karibu 0.5%.

Kwa sababu ya ufuatiliaji na uthabiti huu, seli ya WPVS mara nyingi hutumiwa kuhamisha thamani ya urekebishaji yenye kutokuwa na uhakika mdogo kwa vifaa vya kumbukumbu vya pili.

Hata hivyo, urekebishaji wa simulator ya jua katika kiwango cha moduli sio tu kuweka nambari moja kwenye programu. Eneo la majaribio ni kubwa, mara nyingi karibu 2.6 m × 1.5 m au hata 3 m × 2 m. Kabla ya marekebisho ya mwisho ya mwangaza, usambazaji wa mwangaza kwenye ndege ya majaribio unapaswa kupimwa hatua kwa hatua. Kwa mujibu wa IEC 60904-9, eneo la majaribio la kutokuwa na usawa linapaswa kufunika angalau 80% ya eneo la majaribio la simulator. Baada ya hapo, wastani wa mwangaza wa ndege nzima ya majaribio unaweza kuhesabiwa na kutumika kama msingi wa urekebishaji.

Kielelezo 2 Seli ya WPVS

Chanzo cha picha: Mtandao

Ufuatiliaji wa Seli ya Kumbukumbu ya WPVS: Makosa Madogo ya Nafasi Yana Mambo

Wakati wa urekebishaji, seli ya WPVS kawaida huwekwa kwenye nafasi ya seli ya kumbukumbu ili kufuatilia mwangaza wa wakati halisi wakati wa uendeshaji wa simulator. Ishara ya sasa kutoka kwa seli ya WPVS inabadilishwa kuwa ishara ya voltage kupitia amplifier au resistor, kisha inasomwa na mfumo wa simulator.

Urekebishaji unakamilishwa kwa kurekebisha parameter husika ya programu. Kwa mfano, baadhi ya simulators za Halm hutumia mpangilio wa thamani ya urekebishaji, wakati baadhi ya mifumo ya Pasan hutumia mpangilio wa unyeti. Katika mifumo fulani, uhusiano kati ya sasa na unyeti hutolewa moja kwa moja kama formula ya ubadilishaji.

Lakini kuna undani unaopuuzwa kwa urahisi: seli ya kumbukumbu mara nyingi huwekwa nje ya eneo kuu la majaribio. Mwangaza katika nafasi hiyo unaweza kuwa chini kuliko wastani wa mwangaza kwenye ndege ya majaribio ya moduli. Ikiwa thamani ya metrolojia inatumiwa moja kwa moja bila fidia, mwangaza halisi katika eneo la majaribio ya moduli unaweza kuwa juu sana, jambo ambalo litaathiri nguvu iliyopimwa.

Hata kama seli ya kumbukumbu imewekwa ndani ya eneo la majaribio, tatizo halitoweka kabisa. Kwa simulator ya daraja A+ yenye kutokuwa na usawa chini ya 1%, seli ya kumbukumbu mara nyingi huwekwa karibu na ukingo wa eneo la majaribio. Hii bado inaweza kuanzisha mkengeuko wa takriban 0.5% hadi 1%. Katika upimaji wa PV, hii sio nambari ndogo.

Joto la seli ya kumbukumbu pia linahitaji kudhibitiwa karibu na 25°C. Ingawa mgawo wa joto wa Isc kawaida ni mdogo, mabadiliko ya joto bado yanachangia kutokuwa na uhakika wa kipimo. Ikiwa usahihi ndio lengo, ushawishi wa joto unapaswa kupunguzwa iwezekanavyo.

Kielelezo 3 Eneo la majaribio ya simulator ya jua na nafasi ya seli ya kumbukumbu

Urekebishaji katika Viwango Tofauti vya Mwangaza

Seli za WPVS sio tu thabiti; pia hutoa usawa mzuri. Hii inazifanya kuwa muhimu kwa kurekebisha mwangaza wa simulator katika viwango tofauti vya mwanga. Kwa mfano, ikiwa mwangaza unaolengwa ni 200 W/m², thamani ya Isc iliyorekebishwa kwa 1000 W/m² inaweza kuzidishwa kwa 0.2 ili kupata mkondo unaotarajiwa wa kumbukumbu.

Kwa simulators za jua za taa za xenon, mabadiliko makubwa ya mwangaza mara nyingi hupatikana kwa kutumia vichujio tofauti. Baada ya kubadilisha vichujio, inashauriwa kupima upya kutokuwa na usawa wa mwangaza, kwa sababu usambazaji wa macho unaweza kubadilika pamoja na nguvu.

Urekebishaji wa Spectral: Simulators za Xenon na LED

Kwa simulators za jua za xenon, wigo huamuliwa hasa na chanzo cha taa na vichujio vya macho. Katika maabara nyingi, wigo hauwezi kubadilishwa kwa uhuru. Kwa hiyo, njia sahihi ni kutumia spectrometer iliyorekebishwa kupima wigo katika nafasi kadhaa katika eneo la majaribio. Kulingana na IEC 60904-4, angalau pointi nne za kipimo zinahitajika.

Jambo muhimu sio kufanya wigo uonekane mzuri katika eneo moja tu, bali kuhakikisha kuwa simulator inakidhi daraja la spectral linalohitajika katika eneo lote la majaribio.

Kielelezo 4 Nafasi za kipimo cha spectral

Simulators za jua za LED zina kubadilika zaidi. Usambazaji wao wa spectral kwa kawaida unaweza kubadilishwa kupitia programu, na hivyo kurahisisha kukidhi mahitaji ya spectral ya A+ katika IEC 60904-9. Bado, mkengeuko wa spectral, ambao mara nyingi hujadiliwa kupitia tathmini inayohusiana na SPD, unapaswa kuwekwa chini iwezekanavyo.

Jambo moja la kivitendo ni kwamba simulators za LED kwa kawaida hujengwa kutoka kwa bodi nyingi za mzunguko za LED. Hii inaweza kusababisha kutokuwa na usawa wa spectral unaoonekana katika ndege ya majaribio. Kwa sababu hii, ni bora kupima pointi nyingi badala ya kutegemea tu mahitaji ya chini.

Jambo lingine muhimu: simulators za LED zinaweza kufikia mabadiliko makubwa ya mwangaza bila vichujio, lakini wigo wao unaweza kubadilika katika viwango tofauti vya mwangaza. Wakati wowote mpangilio wa mwangaza unabadilika kwa kiasi kikubwa, wigo unapaswa kukaguliwa tena badala ya kudhani kuwa haujabadilika.

Muhtasari: Urekebishaji ni Msingi wa Kipimo cha PV

Urekebishaji wa simulator ya jua ni moja ya misingi ya upimaji sahihi wa moduli za PV. Katika maabara, lengo kuu ni kufikia kipimo sahihi na kisha kuhamisha thamani za urekebishaji wa hali ya juu kwa vifaa vya kumbukumbu vya sekondari.

Katika mistari ya uzalishaji, mkakati wa urekebishaji unaweza kuwa tofauti kwa sababu kasi, kurudia, utulivu wa vifaa, na udhibiti wa mchakato wa kiwanda vyote vinakuwa sehemu ya mfumo wa kipimo. Lakini kanuni ya msingi inabaki ileile: chanzo cha mwanga lazima kidhibitiwe, kithibitishwe, na kueleweke.

Urekebishaji wa mwangaza na kipimo cha spectral vinahitaji kazi makini. Nafasi ya seli ya kumbukumbu, kutofautiana kwa eneo la majaribio, mabadiliko ya vichungi, usambazaji wa spectral wa LED, na udhibiti wa joto vinaweza kuathiri matokeo ya mwisho ya nguvu. Katika upimaji wa PV, makosa madogo hayakaa madogo kwa muda mrefu.

Maoni ya Ooitech

Kama msambazaji wa vifaa vinavyofanya kazi na mistari ya uzalishaji wa moduli za jua, Ooitech inaona urekebishaji wa simulator ya jua si kama mpangilio wa mara moja, bali kama sehemu ya mfumo mzima wa udhibiti wa ubora wa kiwanda. Kwa utengenezaji wa moduli zenye kiwango cha juu cha uzalishaji, kijaribu cha IV na simulator ya jua lazima zilinganishwe na taratibu wazi za urekebishaji, vifaa vya kumbukumbu thabiti, na mafunzo ya vitendo kwa waendeshaji; vinginevyo, usahihi wa maabara unaweza usitafsiriwe katika kurudia kwa mstari wa uzalishaji. Changamoto halisi ni kusawazisha usahihi na ufanisi wa kila siku wa utengenezaji, hasa wakati teknolojia za hali ya juu za moduli na viwango vya juu vya nguvu vinafanya makosa madogo ya kipimo yaonekane zaidi.