Pomiar charakterystyki prądowo-napięciowej ogniwa fotowoltaicznego metodą pojemnościową w warunkach oświetlenia sztucznego

• Autorzy: Prażmo P. , Szewczyk M. , Gułkowski S.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2016.288

Warianty tytułu

EN

I-V characteristic measurement of pv modules using the capacitive load method in indoor conditions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Charakterystyka prądowo-napięciowa to podstawowa forma prezentacji parametrów elektrycznych ogniwa fotowoltaicznego. Wykres krzywej I-V modułu PV zmienia się w ciągu dnia w zależności od natężenia promieniowania słonecznego oraz temperatury modułu. Artykuł przedstawia pomiary krzywych I-V w warunkach oświetlenia sztucznego wykonanych autorskim urządzeniem. W skład układu pomiarowego oprócz urządzenia wchodził również komputer sterujący wraz z oprogramowaniem Arduino w celu kontroli procesu pomiaru oraz zapisu odczytu danych do pliku. Spośród różnych dostępnych metod pomiarowych do realizacji urządzenia wybrano metodę pojemnościową wykorzystującą proces ładowania kondensatora do zmiany rezystancji układu od zera do nieskończoności. Taka metoda pomiaru nie umożliwia odtworzenia krzywej od punktu zwarcia i wymaga ekstrapolacji wyników, natomiast wykorzystuje ona stosunkowo łatwy w konstrukcji układ elektroniczny a także nie jest ona kosztowna. Urządzenie mierzy napięcie poprzez wbudowany konwerter ADC porównując badane napięcie z napięciem referencyjnym oraz natężenie prądu w obwodzie wykorzystując czujnik natężenia oparty o efekt Halla. W pracy porównano rezultaty pomiarów dla dwóch różnych typów ogniw fotowoltaicznych: polikrystalicznego i monokrystalicznego ogniwa krzemowego. Otrzymane wyniki zaprezentowano w formie wykresów. Porównano na nich wyniki dla kilku pomiarów oraz wartości uśrednionych. Porównano obliczone wartości współczynnika wypełnienia, który określa stosunek mocy maksymalnej ogniwa rzeczywistego do mocy maksymalnej ogniwa idealnego z danymi podanymi przez producenta.

EN

Current and voltage characteristics is the basic form of presentation of the electrical parameters of the photovoltaic cell. Chart I-V curve of the module varies throughout the day depends on the intensity of solar radiation and temperature of module. The article presents measurements of I-V curves under artificial lighting made by selfdesigned device. The measurement system also included the control computer with Arduino software to control the process of measuring and recording the read data to the file. Among the various measuring methods was chosen a capacitive load method, which uses charging the capacitor to change the resistance from zero to infinity. This method of measurement cannot restore the curve from the short-circuit current point and requires extrapolation. The device measures the voltage via the integrated ADC when comparing measured voltage with a reference voltage and current in the circuit using the intensity sensor based on the Hall effect. The study compares the results of measurements for two different types of photovoltaic cells: polycrystalline and monocrystalline silicon cell. The results are presented in graphs and compared to the results of several measurements and average values.

Słowa kluczowe

PL

krzywa I-V; moduł fotowoltaiczny; metoda kondensatorowa; warunki wewnętrzne

EN

I-V curve; photovoltaic module; capacitive method; indoor conditions

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2016
• Tom: z. 63, nr 4
• Strony: 443--450
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Prażmo P.

• Politechnika Lubelska, Instytut Odnawialnych Źródeł Energii, ul. Nadbystrzycka 38, 20-618 Lublin; tel. [phone]

autor

Szewczyk M.

• Politechnika Lubelska, Instytut Odnawialnych Źródeł Energii, ul. Nadbystrzycka 38, 20-618 Lublin

autor

Gułkowski S.

• Politechnika Lubelska, Instytut Odnawialnych Źródeł Energii, ul. Nadbystrzycka 38, 20-618 Lublin; tel [phone]

Bibliografia

• [1] Chwiediuk D.: Energetyka słoneczna budynku. Arkady, Warszawa 2011.
• [2] Lorenzo E.: Solar Electricity. Engineering of Photovoltaic systems. Progensa, 1994.
• [3] Nelson J.: The Physics of Solar Cells. Imperial College Press, 2003.
• [4] Durán E.: Different methods to obtain the I-V curve of PV modules: a review. IEEE, 2008.
• [5] Krawczak E., Gułkowski S., Olchowik J.M.: Badanie efektywności pracy fotowoltaicznego systemu „off-grid” w warunkach zimowo-wiosennych dla Lubelszczyzny, Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury - Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture, JCEEA, t. XXXI, z. 61 (3/II/14), 2014, s. 317-328, DOI:10.7862/rb.2014.98.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017)