Vliv teploty na výkon solárních článků a testování solárního blesku
Testy solárních záblesků neboli testy simulátoru slunce jsou standardní postupy, které výrobci používají k měření výstupního výkonu solárních modulů po výrobě v souladu s normou Mezinárodní elektrotechnické komise (IEC) 61215. Tyto testy kvality zajišťují, že každý fotovoltaický (FV) modul splňuje standardy kvality a funguje efektivně.
Nevýhodou systémů pro testování slunečním zářením s trvalým osvětlením je, že během testu zahřívají vzorek solárního článku vlivem světla, čímž se mění podmínky prostředí (zejména teplota) měření. Hlavní výhodou pulzních solárních simulátorů je, že nedochází ke zvýšení teploty testovaného vzorku.
Test solárního záblesku simuluje sluneční záření a měří elektrické vlastnosti solárních článků za standardizovaných podmínek. Ověřením výkonu se do modulů integrují pouze články splňující standardy kvality. Zábleskové moduly navíc měří účinnost každého solárního článku, což je nezbytné pro vyhodnocení celkového výkonu.
Jako koncový test sítě zahrnuje zábleskový test solárního článku aplikaci vysoce intenzivního záblesku světla na solární panel a měření odezvy na napětí a proud. Během takového zábleskového testu je FV modul vystaven krátkému, ale jasnému (1…100 ms, 10…100 mW/cm^2) záblesku světla z xenonové obloukové výbojky, halogenidových výbojek nebo LED diod. Výstupní světelné spektrum této výbojky by se mělo co nejvíce shodovat se spektrem slunce. Funkčnost simulátoru slunce se zábleskovou výbojkou závisí na přesné synchronizaci mezi zábleskem a systémem snímání kvůli specifickým charakteristikám doznívání světelného impulsu. Exponenciální doznívání může způsobit významné chyby, pokud existuje nejistota ve zpoždění snímání. Aby se tato chyba minimalizovala, je nutné měření opakovat a zprůměrovat.
Množství a intenzita slunečního záření (sluneční záření) řídí výstupní proud (I) fotovoltaického pole. Naproti tomu provozní teplota solárních článků ovlivňuje výstupní napětí (V). Vyšší sluneční záření zvyšuje proud (I), zatímco rostoucí teplota článků snižuje napětí (V).
Naměřená charakteristická křivka proud-napětí IV se používá k určení účinnosti a stavu panelu, identifikaci problémů s výkonem a k zajištění jeho fungování v rámci stanoveného provozního rozsahu.
Zábleskový test poskytuje následující informace o solárním panelu: napětí naprázdno, zkratový proud, bod maximálního výkonu a účinnost panelu.
Napětí naprázdno představuje maximální napětí, které může panel produkovat bez protékajícího proudu. Zkratový proud udává maximální proud, který může panel produkovat bez napětí. Bod maximálního výkonu kombinuje napětí a proud, při kterém solární panel generuje svůj nejvyšší výkon. Účinnost panelu měří, jak efektivně panel přeměňuje sluneční světlo na elektrickou energii.
Teplota nicméně významně ovlivňuje výkon solárních článků. S rostoucí teplotou se zmenšuje šířka zakázaného pásma polovodičového materiálu, což snižuje energii potřebnou k přerušení vazeb. To má za následek nižší napětí naprázdno a v důsledku toho sníženou produkci energie. Naopak nižší teploty snižují odpor, což zvyšuje produkci energie. S rostoucí teplotou solárního článku klesá jeho napětí, což snižuje celkový výkon panelu. Proto je nutné u takového testu zaznamenat přesnou teplotu povrchu solárního článku. Výsledky jsou klíčové pro kalibraci, certifikaci a zajištění souladu s přísnými mezinárodními normami, což poskytuje jistotu ohledně kvality produktu.
Pro správné měření výkonu každého solárního článku je nutné zaznamenat teplotní charakteristiku IV spolu s povrchovou teplotou solárního článku.
