Laboratorium do testowania systemów PV powstało koło Nowego Sącza

Główną aparaturą pomiarową i jednocześnie najbardziej zaawansowanym urządzeniem całego laboratorium jest symulator słoneczny klasy AAAA (tzw. komora słońca) umożliwiający wygenerowanie wysokiej jakości światła o spektrum zbliżonym do promieniowania słonecznego (zgodnego ze standardem STC), które pada na badany moduł fotowoltaiczny umieszczony w specjalnie zaprojektowanej komorze testowej.

Standard STC (Standard Test Conditions) to standardowe warunki, w których testowane są moduły fotowoltaiczne trafiające na rynek, w celu określenia ich mocy i pozostałych parametrów.

To unikalne laboratorium badawcze zostało założone przez SOLSUM sp. z o.o. – jedną z czołowych firm na rynku instalacji fotowoltaicznym w Polsce. 

REKLAMA

Dzięki zaawansowanej aparaturze pomiarowej w laboratorium można sprawdzić najważniejsze parametry i jakość modułów fotowoltaicznych, co będzie szybsze, tańsze i bardziej dostępne niż w przypadku dotychczasowych możliwości badania modułów.

Tej klasy sprzętem badawczym i wyposażeniem laboratorium może pochwalić się zaledwie kilka ośrodków w Europie. Jest to też jedyne w Polsce laboratorium, które jest w 100% bezpośrednio zasilane z OZE i całkowicie niezależnie energetycznie dzięki systemowi magazynowania energii. 

Pomiar wykonywany jest dla warunków STC w oparciu o moduły wzorcowe i procedurę pomiarową opracowaną w laboratorium.

Układ elektroniczny symulatora słonecznego rejestruje parametry z lamp z generatorem błysków, sygnały napięcia, prądu i natężenia promieniowania, jednocześnie odbywa się pomiar temperatury.

Wszystkie parametry związane z pomiarem można ustawić za pomocą specjalnie do tego celu stworzonego oprogramowania. Wyniki pomiaru są wyświetlane graficznie i cyfrowo. Kluczowe parametry są obliczane na podstawie zmierzonych sygnały prądowych i napięciowych. 

Symulator słoneczny może badać moduły fotowoltaiczne w technologiach: krzemowej mono/polikrystalicznej, amorficznej, CdTe and CIS/CIGS. 

Urządzenie mierzy parametry wykresu IV (krzywa prądowo-napięciowa). Można to osiągnąć na dowolnym poziomie intensywności od 200 W/m2 do 1200 W/m2 i widma AM 1.5. 

Ponadto można wyznaczyć następujące parametry: 

• ISC – prąd zwarciowy modułu, 
• IMP – prąd w punkcie mocy maksymalnej, 
• VOC – napięcie układu otwartego 
• VMP – napięcie w punkcie mocy maksymalnej, 
• PM – moc maksymalna, 
• FF – współczynnik wypełnienia, 
• Eff – sprawność konwersji promieniowania. 

A także analizy odchyleń krzywych dla oceny rezystancji:

• RS – rezystancja szeregowa,
• RSH – rezystancja równoległa.

Zgodnie z IEC 60891

Do obróbki i analizy danych wykorzystywane jest dedykowane oprogramowanie.

Widok interfejsu oprogramowania z wynikami pomiaru.

Parametrem, który mówi o jakości ogniw / modułów, jest współczynnik wypełnienia (FF). Ten czynnik jest miarą jakości ogniwa słonecznego. Jest to dostępna moc w punkcie maksymalnej mocy (Pm) podzielona przez napięcie obwodu otwartego (VOC) i prąd zwarcia (ISC).

Na współczynnik wypełnienia mają bezpośrednio wpływ wartości szeregu ogniw, rezystancji bocznikowej i strat diod. Zwiększenie rezystancji bocznikowej (Rsh) i zmniejszenie rezystancji szeregowej (Rs) prowadzi do wyższego współczynnika wypełnienia, co skutkuje większą wydajnością i zbliżeniem mocy wyjściowej ogniwa do teoretycznego maksimum. Współczynnik wypełnienia zwykle wynosi od 50% do 82% (im większy tym lepiej) i pokazuje, jak duże mogą być różnice w produkcji energii wynikające z jakości ogniw/modułów.

Symulator światła słonecznego pracuję w klasie pomiarowej AAAA określonej zgodnie z normą IEC 60904-09, wyd. 2. Podstawowe parametry techniczne symulatora oraz parametry składające się na klasę pomiarową AAAA przedstawiono w poniższej tabeli. 

Źródło: materiały własne SOLSUM.

Pomiar elektroluminescencyjny (metoda EL) modułów fotowoltaicznych – czyli możliwość wykrywania mikropęknięć i wad modułów.

Wraz z intensywnym rozwojem rynku fotowoltaicznego pojawiają się na nim moduły o różnej jakości, a na farmach fotowoltaicznych zaczęto wykrywać zjawiska jak np. PID (degradacja wywołana różnicą potencjałów), LID (degradacja światłem), dlatego coraz większą uwagę przywiązuje się do weryfikacji jakości kupowanych modułów. W przypadku farm fotowoltaicznych 1-2% obniżonej produkcji energii rocznie to do kilkuset tysięcy złotych strat w całym okresie życia takiej instalacji.

Luminescencja to zjawisko polegające na emisji promieniowania elektromagnetycznego przez ciała stale i płyny pod wpływem czynnika wzbudzającego. W przypadku elektroluminescencji czynnikiem wzbudzającym jest prąd elektryczny przepływający przez ogniwo. Po podłączeniu modułu PV do źródła zasilania prądu stałego możliwa jest obserwacja procesu rekombinacji promienistej.

W efekcie powstaje kwant energii, który zostaje wyemitowany w postaci fali elektromagnetycznej o długości bliskiej podczerwieni. Ogniwa słoneczne emitują słabe światło podczerwone, gdy przepływa przez nie prąd. Dzięki zastosowaniu wysokiej jakości kamer możliwe jest zarejestrowanie emitowanego promieniowania.

Obrazowanie metodą EL jest dostępne z dwoma zintegrowanymi kamerami. Kamera o parametrach 500 μm pikseli rozdzielczości umożliwia dokładny pomiar. Nieaktywne obszary i elementy nanoszone na ogniwa, takie jak busbary, szyny zbiorcze, a także widoczne uszkodzenia ogniw, szynowodów, niewłaściwie wykonane połączenia lutowane są przedstawiane jako ciemniejsze elementy niż obszary wolne od wad na obrazie, co pozwala na wykrycie i identyfikacje defektów w modułach fotowoltaicznych. 

Obraz moduły uzyskany metodą EL.

Moduły są produkowane w tolerancji mieszanej (-+5 Wp), dlatego zbadanie rzeczywistej mocy i jakości modułów w warunkach STC “Standard Test Condition” oraz przyporządkowanie ich do odpowiedniego zestawu gwarantuje optymalną wydajność i długoletnie bezawaryjne działanie. Z badań przeprowadzonych przez niezależne instytucje wynika, że ok. 5% modułów fotowoltaicznych dociera do odbiorców końcowych z wadami ukrytymi.  

Z naszego wieloletniego doświadczenia (od 2012 r.) wynika, że najwięcej uszkodzeń modułów (np. mikropęknięcia) pojawia się na etapie załadunku, rozładunku, transportu, bardzo często z dalekiej Azji, oraz montażu, a są one niewidoczne gołym okiem i ani użytkownik końcowy ani instalator nie jest w stanie tego wykryć na etapie montażu czy na początku eksploatacji, następnie generuje to znaczne koszty, obniża produkcję energii oraz powoduje szybszą degradację.

REKLAMA

Poprzez testowanie modułów fotowoltaicznych w naszym laboratorium mamy pewność, że nasi klienci otrzymają tylko moduły o najwyższej jakości i parametrach, a poprzez prace badawcze i rozwojowe w zakresie fotowoltaiki ten rynek będzie rozwijał się jeszcze szybciej.  

Jednak to, co jest z punktu widzenia klienta końcowego najistotniejsze, to długoletnia bezawaryjna praca instalacji, jej najwyższa produktywność, a także pewność, że spadek mocy instalacji po latach jest taki jak gwarantował producent/sprzedawca w momencie sprzedaży. Ma to zasadniczy wpływ  na czas zwrotu inwestycji oraz ewentualnie roszczenia gwarancyjne.

Jedynym sposobem, aby to stwierdzić, jest przebadanie modułów w laboratorium firmy SOLSUM z wykorzystaniem najwyższej jakości certyfikowanego sprzętu (komora słońca) i oprogramowania. Wtedy taka procedura daje to 100% pewności co do aktualnej mocy modułów, stopnia degradacji mocy oraz ewentualnych uszkodzeń niewidocznych gołym okiem.

Poniżej zdjęcia powstałe podczas badania ogniw w “komorze słońca” z zastosowaniem urządzeń pomiarowych:

Różne typy uszkodzeń i wad mające negatywny wpływ na produkcję i żywotność instalacji a niewidoczne gołym okiem

.

Źródło: materiały własne SOLSUM.

Profesjonalne stanowisko pomiarowe parametrów elektrycznych modułów fotowoltaicznych. 

Pozwala na kompletny pomiar instalacji elektrycznej zgodnie z normą PN-EN 61557, wykonuje wszystkie niezbędne pomiary wymagane przy instalacji fotowoltaicznej zawarte w normie PN-EN 62446 oraz dodatkowo pozwala na tworzenie charakterystyk I – U, obliczanie wartości STC oraz pomiar mocy po stronach AC i DC falownika / inwertera (1-fazowo). Przyrząd został zaprojektowany do wymagających warunków pracy – do 1000V, 15 A DC.

Aby znacznie zwiększyć bezpieczeństwo użytkownika MI 3108 EurotestPV, dostarczany jest z sondą bezpieczeństwa, która za każdym razem zapewnia bezpieczne odłączenie przyrządu od instalacji. Stanowisko pomiarowe pozwala m.in. na wykonanie pomiarów w instalacjach fotowoltaicznych:

• Napięcie, prąd, moc, energia,
• Rezystancja izolacji,
• Uoc – napięcie otwartego obwodu oraz Isc prąd zwarciowy,
• Charakterystyka I-U stringów i modułów fotowoltaicznych,
• Irradiancja,
• Napięcie, prąd, moc, współczynnik mocy, harmoniczne.,
• Obliczanie wydajności modułów fotowoltaicznych, falownika, efektywności instalacji,
• Rezystancja izolacji,
• Ciągłość przewodów ochronnych,
• Impedancja linii,
• Impedancja pętli (podfunkcja wysokim prądem i bez wyzwalania RCD),
• Testowanie RCD (typ AC, A i B),
• Rezystancja uziemienia,
• Prąd AC (obciążenia oraz upływu),
• Napięcie TRMS, częstotliwość, kolejność faz,
• Moc, energia, harmoniczne.

Graficzna prezentacja charakterystyki: odwzorowanie charakterystyki I – U stringu/modułu na ekranie LCD przyrządu.

Pomiary mocy i wydajności: 2 wartości napięcia i 2 wartości prądu podczas jednoczesnego pomiaru wartości po stronie AC i DC w instalacji jednofazowej i trójfazowej.

Zdalny rejestrator parametrów środowiskowych: opcjonalne urządzenie do zdalnego pomiaru irradiancji i temperatury modułu PV podczas wykonywania pomiarów

Termografia (termowizja): zastosowanie kamery termowizyjnej pozwala na rejestrację promieniowania cieplnego oraz rozkładu temperatury na badanej powierzchni, co pozwala wykryć np. hot-spoty w modułach fotowoltaicznych.

Przykład badania kamerą termowizyjną.

Połączenie badania elektroluminescencyjnego z wyznaczaniem charakterystyki prądowo-napięciowej, termografii oraz badaniem w komorze słońca wraz z oceną wizualną umożliwia dokonanie kompleksowej analizy stanu modułu.

Zakres usług, jakie świadczy laboratorium:

• Pomiary parametrów modułów w warunkach STC.
• Wykrywanie mikropęknięć, obszarów nieaktywnych elektrycznie.
• Wykrywanie wad modułów, odchyleń od fabrycznych parametrów deklarowanych przez producenta.
• Diagnostyka modułów pod kątem spadku parametrów i awarii.
• Pomiary starzenia się modułów poprzez porównania parametrów w okresach czasowych.
• Diagnostyka gwarancyjna modułów.
• Testowanie modułów i porównanie wyników jako niezależna instytucja.
• Działalność szkoleniowa i doradcza.

Zapraszamy do współpracy:

• Właścicieli i użytkowników instalacji fotowoltaicznych.
• Firmy montujące instalacje fotowoltaiczne.
• Jednostki naukowe w celu prowadzenia badań.
• Samorządy, szkoły techniczne, uczelnie.
• Producentów modułów fotowoltaicznych.

Przygotowanie próbek do badań

Dopuszczalny jest pomiar modułów fotowoltaicznych wykonanych z ogniw na bazie krzemu monokrystalicznego i polikrystalicznego, a także modułów cienkowarstwowych na bazie krzemu amorficznego.

Laboratorium wykonuje badania na modułach fotowoltaicznych dostarczonych przez klienta. W trakcie uzgadniania warunków wykonania zamówienia klient zostaje poinformowany o wymaganiach dotyczących modułów oraz sposobu ich przygotowania do badań.

Moduł fotowoltaiczny do badań powinien posiadać rozmiary nie większe niż 200 x 120 cm.

W celu skorzystania z usług laboratorium prosimy o kontakt mailowy lub telefoniczny.

Kontakt

• SOLSUM sp. z o.o.
• Nowy Sącz – Świniarsko 821, 33-395 Chełmiec
• Tel. +48 18 540 91 40
• biuro@solsum.pl
• www.solsum.pl

O firmie 

Twórcą oraz właścicielem Solsum jest Paweł Gumulak wyznaczającym trendy i kierunki działań zarówno na polu komercyjnym oraz badawczym. Solsum należy do wiodących polskich firm na rynku fotowoltaicznym. Firma posiada ponad 8-letnie doświadczenie w projektowaniu i montażu instalacji fotowoltaicznych / magazynów energii / pomp ciepła. Firma działa na obszarze całej Polski. Zrealizowaliśmy instalacje fotowoltaiczne m.in. na terenie Europy i Afryki.

Prowadzimy także działalność szkoleniową w ramach Akademii SOLSUM, w której wzięło udział już ponad 2000 osób. Nawiązaliśmy także strategiczne partnerstwo z AGH w Krakowie w zakresie prac nad badaniami modułów fotowoltaicznych oraz w obszarze innowacji. W 2020 roku uruchomiliśmy laboratorium fotowoltaiczne i w 100% niezależny energetycznie budynek produkcyjno-biurowy – pierwszy tego typu obiekt w Polsce. Jesteśmy laureatem wielu nagród i wyróżnień, np. Lider Ekoprzedsiębiorczości.

Jeśli chcesz się rozwijać, pracować w jednej z najnowocześniejszych firm w Polsce, masz ciekawe pomysły, wiedzę, doświadczenie lub po prostu chęć do niebanalnej pracy i nie boisz się wyzwań – zadzwoń lub przyślij do nas CV na rekrutacja@solsum.pl .

artykuł sponsorowan