DE202022102057U1

DE202022102057U1 - Ein System zur Untersuchung der Leistung eines photovoltaischen Paneels unter schattigen Bedingungen

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Publication number: DE202022102057U1
Application number: DE202022102057.4U
Authority: DE
Original assignee: Aditya Eng College A; Aditya Engineering College A
Current assignee: Aditya Eng College A; Aditya Engineering College A
Priority date: 2022-04-17
Filing date: 2022-04-17
Publication date: 2022-06-01
Anticipated expiration: 2032-04-18

Abstract

Ein System zur Untersuchung der Leistung eines photovoltaischen Paneels unter verschatteten Bedingungen, wobei das System Folgendes umfasst:
ein photovoltaisches Paneel für seine Leistungsanalyse, wobei ein monokristallines Siliziumkristall-Solarpaneel (PV-Paneel) mit einer Leistung von 5 Watt verwendet wird, das zwei parallele Reihen von Solarzellen hat, wobei jede Reihe aus 9 Zellen besteht;
eine Vielzahl von Lichtquellen, die als Sonnensimulator dienen und über der Oberfläche des PV-Paneels angeordnet sind;
eine Vielzahl von Sonnensimulatoren zur Erzeugung der künstlichen Sonnenstrahlung, um die Leistungsanalyse durchzuführen; und
eine Messeinheit zur Durchführung der Messung elektrischer Leistungen des PV-Panels, wobei eine Anordnung aus Volt- und Amperemeter zur Messung der elektrischen Leistung und ein Pyrometer zur Messung der Oberflächentemperatur des PV-Panels aufgrund einer kontinuierlichen Abschattung verwendet wird.

Description

BEREICH DER ERFINDUNG
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf den Bereich der Solarenergie. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Offenbarung ein System zur Untersuchung der Leistung von Photovoltaik-Panel unter den schattigen Bedingungen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Solarenergie spielt eine wichtige Rolle bei den erneuerbaren Energiequellen, da sie den Kohlenstoff-Fußabdruck und damit die Umweltverschmutzung reduziert. Die Solarenergie ist die Energie, die aus der Sonne gewonnen wird, wobei die Wärmeenergie der Sonne in elektrische Energie umgewandelt wird. Die Nutzung von Solarenergiesystemen spielt eine sehr wichtige Rolle in einigen abgelegenen Gebieten, wo sie die Hauptstromquelle ist. Das Solarenergiesystem verwendet photovoltaische Paneele (PV-Paneele) für die Umwandlung von Energie, wobei diese Paneele aus Silizium-Halbleitern bestehen. Wenn das Sonnenlicht auf die Zelloberfläche der PV-Paneele fällt, wird ein Elektron angeregt und verlässt das Valanzband, um in das Leitungsband einzutreten, wodurch ein Loch im Valanzband entsteht, durch das der Photostrom im Stromkreis zu fließen beginnt, wodurch Strom erzeugt wird.
Es ist klar ersichtlich, dass die Leistung eines solarbasierten PV-Systems von der Menge der Sonnenstrahlung abhängt, die auf die Oberfläche des PV-Panels trifft. Daher ist es notwendig, dass 100 % der Sonnenstrahlung in das Innere der Paneeloberfläche eindringt, was aufgrund der Abschattung der Paneeloberfläche eine schwer zu erfüllende Aufgabe ist. Abschattung ist ein Umweltphänomen, bei dem die Oberfläche des PV-Panels durch Bäume, vorbeiziehende Wolken, Staubablagerungen, permanente Aufbauten, Schatten der benachbarten Panels und Gebäude usw. abgeschattet wird.
Es ist notwendig, die Nutzung des PV-Panels zu maximieren, um mehr Energie zu erzeugen, und daher ist es notwendig, die Auswirkungen der Abschattung auf den Ertrag des PV-Panels zu untersuchen, da durch die Abschattung die Ausgangsleistung des Panels um einen erheblichen Betrag reduziert wird.
In Anbetracht der vorstehenden Ausführungen wird deutlich, dass ein System zur Untersuchung der Leistung von Photovoltaik-Paneelen unter verschatteten Bedingungen benötigt wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Offenlegung bezieht sich auf ein System zur Untersuchung der Leistung von Photovoltaik-Panels unter den Bedingungen der Abschattung. Die vorliegende Offenlegung zielt darauf ab, die Auswirkungen der Abschattung auf die Leistung von PV-Panels und die Variation der Oberflächentemperatur des PV-Panels zu untersuchen. Die Experimente zur Durchführung der Untersuchung werden im Labor durchgeführt, wobei ein Versuchsaufbau entwickelt wird, bei dem eine Reihe von Lichtquellen, die als Sonnensimulator fungieren, über der Oberfläche des Solarmoduls angebracht wird und die Sonnenstrahlung mit Hilfe des Sonnensimulators erzeugt wird. Die Messungen werden als elektrische Leistung durchgeführt, wobei Volt- und Amperemeter verwendet werden. Die experimentellen Ergebnisse haben gezeigt, dass die maximale Ausgangsleistung (Pmax) des Paneels aufgrund des Abschattungseffekts, der 25% der Stärke der einzelnen Zelle im Paneel ausmacht, um 41.40% reduziert wurde. Es wird auch beobachtet, dass die Erhöhung des prozentualen Anteils der Abschattungsstärke auf der Oberfläche des Panels zu einer Verschiebung des maximalen Leistungspunkts (MPP) der Panelcharakteristik hin zu einem niedrigeren Ausgangsspannungswert führt und dies den effektiven Betrieb des Ladereglers beeinträchtigt. Es wurde auch festgestellt, dass die zunehmende Abschattung des Panels zu einer Verschlechterung der Leistung des Panels zusammen mit einem Anstieg der Temperatur des Panels führt. Aufgrund der Abschattung steigt die Temperatur der unbeschatteten Zelle mit einer Rate von 1.753 %.
Die vorliegende Offenlegung zielt darauf ab, ein System zur Untersuchung der Leistung von Photovoltaik-Panels unter schattigen Bedingungen bereitzustellen. Das System umfasst: ein photovoltaisches Paneel für seine Leistungsanalyse, wobei ein 5-Watt monokristallines Siliziumkristall-Photovoltaikpaneel (PV-Paneel) verwendet wird, das zwei parallele Reihen von Solarzellen hat, wobei jede Reihe aus 9 Zellen besteht; eine Vielzahl von Lichtquellen, die als Sonnensimulator wirken und über der Oberfläche des PV-Panels angeordnet sind; eine Vielzahl von Sonnensimulatoren zur Erzeugung der künstlichen Sonnenstrahlung, um die Leistungsanalyse durchzuführen; und eine Messeinheit zur Durchführung der Messung der elektrischen Leistung des PV-Panels, wobei eine Anordnung aus Voltmeter und Amperemeter zur Messung der elektrischen Leistung und ein Pyrometer zur Messung der Oberflächentemperatur des PV-Panels aufgrund der kontinuierlichen Abschattung verwendet wird.
Ein Ziel der vorliegenden Offenlegung ist es, ein System zur Untersuchung der Leistung von Photovoltaik-Panels unter den Bedingungen der Verschattung bereitzustellen.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Offenbarung ist die Entwicklung eines Versuchsaufbaus zur Untersuchung der Auswirkungen der Abschattung auf das PV-Panel.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Offenbarung ist die Messung der Änderung der elektrischen Leistung des PV-Panels aufgrund der Abschattungseffekte.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Offenlegung ist die Bewertung des Einflusses der Beschattung auf die Oberflächentemperatur des PV-Panels.
Um die Vorteile und Merkmale der vorliegenden Offenbarung weiter zu verdeutlichen, wird eine genauere Beschreibung der Erfindung durch Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen davon, die in den beigefügten Figuren dargestellt ist. Es versteht sich, dass diese Figuren nur typische Ausführungsformen der Erfindung darstellen und daher nicht als Einschränkung ihres Umfangs zu betrachten sind. Die Erfindung wird mit zusätzlicher Spezifität und Detail mit den begleitenden Figuren beschrieben und erklärt werden.
Figurenliste
Diese und andere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden besser verstanden, wenn die folgende detaillierte Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Figuren gelesen wird, in denen gleiche Zeichen gleiche Teile in den Figuren darstellen, wobei:

1 ein Blockdiagramm eines Systems zur Untersuchung der Leistung von Photovoltaik-Paneelen unter verschatteten Bedingungen in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
2 den Versuchsaufbau zur Untersuchung der Leistung des PV-Paneels gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
3 den Schaltplan für die Leistungsmessung des PV-Panels gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
4A und 4B die I-V- bzw. P-V-Kurve des monokristallinen PV-Paneels gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigen;
5 eine Tabelle, die die Leistungswerte des PV-Panels bei unterschiedlicher Beschattungsstärke gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt zeigt; und
6 die Temperaturveränderung einer unbeschatteten Zelle und der Glasoberfläche des PV-Paneels aufgrund des Abschattungseffekts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.

Der Fachmann wird verstehen, dass die Elemente in den Figuren der Einfachheit halber dargestellt sind und nicht unbedingt maßstabsgetreu gezeichnet wurden. Die Flussdiagramme veranschaulichen beispielsweise das Verfahren anhand der wichtigsten Schritte, um das Verständnis der Aspekte der vorliegenden Offenbarung zu verbessern. Darüber hinaus können ein oder mehrere Komponenten der Vorrichtung in den Figuren durch herkömmliche Symbole dargestellt sein, und die Figuren können nur die spezifischen Details zeigen, die für das Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung von Bedeutung sind, um die Figuren nicht mit Details zu verdecken, die für Fachleute mit normalen Kenntnissen, die von der vorliegenden Beschreibung profitieren, ohne weiteres erkennbar sind.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Zum besseren Verständnis der Grundsätze der Erfindung wird nun auf die in den Figuren dargestellte Ausführungsform Bezug genommen und diese in einer speziellen Sprache beschrieben. Es versteht sich jedoch von selbst, dass damit keine Einschränkung des Umfangs der Erfindung beabsichtigt ist, wobei solche Änderungen und weitere Modifikationen des dargestellten Systems und solche weiteren Anwendungen der darin dargestellten Prinzipien der Erfindung in Betracht gezogen werden, wie sie einem Fachmann auf dem Gebiet der Erfindung normalerweise einfallen würden.
Der Fachmann wird verstehen, dass die vorstehende allgemeine Beschreibung und die folgende detaillierte Beschreibung beispielhaft und erläuternd für die Erfindung sind und nicht als einschränkend angesehen werden.
Wenn in dieser Beschreibung von „einem Aspekt“, „einem anderen Aspekt“ oder ähnlichem die Rede ist, bedeutet dies, dass ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder eine bestimmte Eigenschaft, die im Zusammenhang mit der Ausführungsform beschrieben wird, in mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthalten ist. Daher können sich die Ausdrücke „in einer Ausführungsform“, „in einer anderen Ausführungsform“ und ähnliche Ausdrücke in dieser Beschreibung alle auf dieselbe Ausführungsform beziehen, müssen es aber nicht.
Die Ausdrücke „umfasst“, „enthaltend“ oder andere Variationen davon sollen eine nicht ausschließliche Einbeziehung abdecken, so dass ein Verfahren oder eine Methode, die eine Liste von Schritten umfasst, nicht nur diese Schritte umfasst, sondern auch andere Schritte enthalten kann, die nicht ausdrücklich aufgeführt sind oder zu einem solchen Verfahren oder einer solchen Methode gehören. Ebenso schließen eine oder mehrere Vorrichtungen oder Teilsysteme oder Elemente oder Strukturen oder Komponenten, die mit „umfasst...a“ eingeleitet werden, nicht ohne weitere Einschränkungen die Existenz anderer Vorrichtungen oder anderer Teilsysteme oder anderer Elemente oder anderer Strukturen oder anderer Komponenten oder zusätzlicher Vorrichtungen oder zusätzlicher Teilsysteme oder zusätzlicher Elemente oder zusätzlicher Strukturen oder zusätzlicher Komponenten aus.
Sofern nicht anders definiert, haben alle hierin verwendeten technischen und wissenschaftlichen Begriffe die gleiche Bedeutung, wie sie von einem Fachmann auf dem Gebiet, zu dem diese Erfindung gehört, allgemein verstanden wird. Das System, die Methoden und die Beispiele, die hier angegeben werden, dienen nur der Veranschaulichung und sind nicht als Einschränkung gedacht.
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren im Detail beschrieben.
1 zeigt ein Blockdiagramm eines Systems zur Untersuchung der Leistung eines photovoltaischen Paneels unter verschatteten Bedingungen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Das System 100 umfasst ein Photovoltaik-Paneel 102 für die Leistungsanalyse, wobei ein monokristallines Siliziumkristall-Photovoltaik-Paneel (PV-Paneel) mit einer Leistung von 5 Watt verwendet wird, das zwei parallele Reihen von Solarzellen aufweist, wobei jede Reihe aus 9 Zellen besteht.
In einer Ausführungsform wird eine Vielzahl von Lichtquellen 104 verwendet, die als Sonnensimulator dienen und über der Oberfläche des PV-Panels angebracht sind.
In einer Ausführungsform wird eine Vielzahl von Sonnensimulatoren 106 zur Erzeugung der künstlichen Sonnenstrahlung verwendet, um die Leistungsanalyse durchzuführen.
In einer Ausführungsform wird eine Messeinheit 108 zur Durchführung der Messung der elektrischen Leistung des PV-Panels verwendet, wobei eine Anordnung von Voltmeter (110) und Amperemeter (112) zur Messung der elektrischen Leistung und ein Pyrometer (114) zur Messung der Oberflächentemperatur des PV-Panels aufgrund der kontinuierlichen Abschattung verwendet wird.
In einer Ausführungsform untersucht das System den Einfluss der Abschattung auf die Leistung und die Oberflächentemperatur des PV-Paneels.
In einer Ausführungsform kann die Oberfläche des Rahmens vertikal geneigt und in einem beliebigen vertikalen Winkel zwischen 0° und 90° aufgestellt werden.
In einer Ausführungsform hat das PV-Panel Zellen von 1 bis 18, wobei die Zelle mit der Nummer 18 für die Durchführung der Analyse der Leistung und der Temperatur des PV-Panels verwendet wird.
In einer Ausführungsform ist die Beschattungsstärke als das Verhältnis der beschatteten Fläche zur Gesamtfläche des PV-Paneels definiert.
In einer Ausführungsform wird die Zelle mit der Nummer 18 mit einer Beschattungsstärke von 1.56 %, 3.50 %, 6.25 %, 9.40 %, 12.5 %, 17.60 %, 21.50 % und 25 % versehen, wobei eine Sonneneinstrahlung von 1190 W/m² aufrechterhalten wird und die elektrischen Ausgangswerte des Panels bei jeder Beschattungsbedingung gemessen werden.
In einer Ausführungsform wird die Temperaturschwankung der Zelle mit der Nummer 18 und der Glasoberfläche durch kontinuierliche Beschattung der anderen Zellen, eine nach der anderen, schrittweise von Zelle mit der Nummer 1 bis 17 bewertet, wobei eine Sonneneinstrahlung von 549 W/m² aufrechterhalten und ein Pyrometer zur Messung der Temperatur verwendet wird.
2 veranschaulicht den Versuchsaufbau zur Untersuchung der Leistung des PV-Paneels gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Die Leistung des Paneels wird durch die Entwicklung eines Versuchsaufbaus, wie in Figur gezeigt, untersucht. Der Versuchsaufbau besteht aus einem Rahmen, dessen Oberfläche in einer vertikalen Ebene gekippt werden kann, die in einem beliebigen vertikalen Winkel zwischen 0° und 90° eingestellt werden kann. Im Versuchsaufbau wird eine Lichtquelle (104) verwendet, die als Sonnensimulator dient und über der PV-Panel-Oberfläche (102) angebracht ist, wobei ein Sonnensimulator zur Erzeugung der künstlichen Sonnenstrahlung verwendet wird. Die elektrischen Leistungen werden mit Hilfe einer Anordnung aus Amperemeter und Voltmeter gemessen.
3 zeigt das Schaltbild für die Leistungsmessung des PV-Panels gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Das monokristalline 5-Watt-Silizium-Solar-PV-Panel ist mit der Anordnung aus Amperemeter und Voltmeter verbunden, die mit einer Last verbunden sind, wobei die Anordnung aus Amperemeter und Voltmeter zur Messung der von dem Panel erzeugten elektrischen Leistung verwendet wird. Das in dieser Offenlegung verwendete Paneel hat zwei parallele Stränge von Solarzellen, wobei jeder Strang aus 9 Zellen besteht, so dass das komplette Paneel insgesamt 18 Zellen umfasst. Die Zelle mit der Nummer 18 wurde für die Durchführung des Experiments ausgewählt, um die Auswirkungen der Abschattung auf die Leistung und die Temperatur der unbeschatteten Zellen zu untersuchen. Die technische Spezifikation des verwendeten PV-Panels ist unten aufgeführt, wo die Werte der technischen Parameter angegeben sind:

1. Leerlaufspannung (Volt): 11.57
2. Kurzschlussstrom (Ampere): 0.57
3. Maximale Ausgangsspannung (Volt): 9.64
4. Maximaler Ausgangsstrom (Ampere): 0.52
5. Maximale Leistung (Watt): 5.0
6. Füllfaktor: 0.760

4A und 4B zeigen die I-U- und P-U-Kurve des monokristallinen PV-Paneels gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Für die Durchführung der Studie wird die Zellennummer 18 betrachtet, die mit unterschiedlichen Verschattungsstärken von 1.56 %, 3.50 %, 6.25 %, 9.40 %, 12.5 %, 17.60 %, 21.50 % und 25 % versehen ist, wobei die Sonneneinstrahlung von 1190 W/m² beibehalten wird. Die Ausgabe der elektrischen Werte des Panels wird bei jeder Beschattungsbedingung gemessen, und auf dieser Grundlage werden die I-V- und P-V-Kurven aufgezeichnet, die in 4A bzw. 4B dargestellt sind.
Es ist zu erkennen, dass die Zunahme der Beschattungsstärke zu einer Verschlechterung der aufgezeichneten Kurven führt. Dadurch verschlechtert sich die Leistung des Panels um einen beträchtlichen Betrag. Außerdem ist zu erkennen, dass sich der MPP in der P-V-Kurve in Richtung der niedrigeren Ausgangsspannung verschiebt, so dass die Verringerung der Ausgangsparameter durch die Erhöhung der Verschattungsstärke anhand der aufgezeichneten Kurven des Panels berechnet wird.
5 zeigt eine Tabelle mit den Leistungswerten des PV-Panels bei unterschiedlicher Beschattungsstärke gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. In der Tabelle steht Isc für den Kurzschlussstrom (Ampere), Voc für die Leerlaufspannung (Volt) und Pmax für die maximale Ausgangsleistung (Watt).
Die Tabelle zeigt die Verringerung der Isc-, Voc- und Pmax-Werte des beschatteten Bereichs der Platte im Vergleich zum unbeschatteten Bereich der Platte. Es ist zu erkennen, dass Isc und Pmax im Vergleich zu Voc stärker abgenommen haben. Die Ergebnisse zeigen, dass die Leistung des Paneels aufgrund der Abschattung sinkt und somit die Leistung des Paneels unter den verschatteten Bedingungen verringert wird.
6 veranschaulicht die Temperaturschwankungen einer unbeschatteten Zelle und der Glasoberfläche des PV-Panels aufgrund des Abschattungseffekts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Der Einfluss der Beschattung auf die Veränderung der Oberflächentemperatur des Panels wird untersucht, wenn das monokristalline 5-Watt-PV-Panel verwendet wird, wobei die Veränderung der Temperatur der Zelle Nummer 18 und der Glasoberfläche durch die kontinuierliche Beschattung anderer verbleibender Zellen beobachtet wird.
Die Temperaturänderungsrate der beschatteten Zelle und des Glassubstrats wird mit Hilfe der nachstehend aufgeführten Gleichung (1) gemessen. $RCTUC or RCTG = \frac{Δ T}{T \times N} \times 100$
In Gleichung (1) bedeutet RCTUC den Prozentsatz der Temperaturänderungsrate der nicht beschatteten Zellen und RCTG den Prozentsatz der Temperaturänderungsrate des Glassubstrats, wobei die Temperaturänderung mit ΔT, die Temperatur einer Zelle und des Glases ohne Beschattung mit T und die Gesamtzahl der beschatteten Zellen mit N bezeichnet wird.
Die aus der Figur gewonnenen Ergebnisse zeigen, dass die Temperaturschwankung bei den unbeschatteten Zellen (1.753 %) im Vergleich zum Glassubstrat (0.185 %) schneller ist. Die Ergebnisse zeigen also, dass die Beschattung nicht nur die Leistung des Paneels beeinflusst, sondern auch die Temperatur der unbeschatteten Zellen und des Glassubstrats. Der Temperaturanstieg verursacht das Problem lokaler Hot Spots in einer unbeschatteten Zelle, was zu einer Leistungsverschlechterung des Panels führt.
Bei der Temperaturerhöhung der unbeschatteten Zelle ist eine Nichtlinearität festzustellen, die auf die ungleichmäßige Verteilung der Sonnenstrahlung durch die Sonnensimulatoren und die unregelmäßige Erzeugung des Stroms zurückzuführen sein könnte.
Die Figuren und die vorangehende Beschreibung geben Beispiele für Ausführungsformen. Der Fachmann wird verstehen, dass eines oder mehrere der beschriebenen Elemente durchaus zu einem einzigen Funktionselement kombiniert werden können. Alternativ dazu können bestimmte Elemente in mehrere Funktionselemente aufgeteilt werden. Elemente aus einer Ausführungsform können einer anderen Ausführungsform hinzugefügt werden. So kann beispielsweise die Reihenfolge der hier beschriebenen Prozesse geändert werden und ist nicht auf die hier beschriebene Weise beschränkt. Außerdem müssen die Handlungen eines Flussdiagramms nicht in der gezeigten Reihenfolge ausgeführt werden; auch müssen nicht unbedingt alle Handlungen durchgeführt werden. Auch können diejenigen Handlungen, die nicht von anderen Handlungen abhängig sind, parallel zu den anderen Handlungen ausgeführt werden. Der Umfang der Ausführungsformen ist durch diese spezifischen Beispiele keineswegs begrenzt. Zahlreiche Variationen sind möglich, unabhängig davon, ob sie in der Beschreibung explizit aufgeführt sind oder nicht, wie z. B. Unterschiede in der Struktur, den Abmessungen und der Verwendung von Materialien. Der Umfang der Ausführungsformen ist mindestens so groß wie in den folgenden Ansprüchen angegeben.
Vorteile, andere Vorzüge und Problemlösungen wurden oben im Hinblick auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben. Die Vorteile, Vorzüge, Problemlösungen und Komponenten, die dazu führen können, dass ein Vorteil, ein Nutzen oder eine Lösung auftritt oder ausgeprägter wird, sind jedoch nicht als kritisches, erforderliches oder wesentliches Merkmal oder Komponente eines oder aller Ansprüche zu verstehen.
Bezugszeichenliste

100: Ein System zur Untersuchung der Leistung von Photovoltaik-Paneelen unter verschatteten Bedingungen
102: Ein photovoltaisches Paneel / PV-Paneel-Oberfläche
104: Eine Vielzahl von Lichtquellen / Ein Satz von Lichtquellen
106: Eine Vielzahl von Sonnensimulatoren
108: Eine Messeinheit
110: Spannungsmesser
112: Strommesser
114: Pyrometer
302: LADUNG
602: Glas
604: nicht beschattete Zelle

Claims

Ein System zur Untersuchung der Leistung eines photovoltaischen Paneels unter verschatteten Bedingungen, wobei das System Folgendes umfasst: ein photovoltaisches Paneel für seine Leistungsanalyse, wobei ein monokristallines Siliziumkristall-Solarpaneel (PV-Paneel) mit einer Leistung von 5 Watt verwendet wird, das zwei parallele Reihen von Solarzellen hat, wobei jede Reihe aus 9 Zellen besteht; eine Vielzahl von Lichtquellen, die als Sonnensimulator dienen und über der Oberfläche des PV-Paneels angeordnet sind; eine Vielzahl von Sonnensimulatoren zur Erzeugung der künstlichen Sonnenstrahlung, um die Leistungsanalyse durchzuführen; und eine Messeinheit zur Durchführung der Messung elektrischer Leistungen des PV-Panels, wobei eine Anordnung aus Volt- und Amperemeter zur Messung der elektrischen Leistung und ein Pyrometer zur Messung der Oberflächentemperatur des PV-Panels aufgrund einer kontinuierlichen Abschattung verwendet wird.
System nach Anspruch 1, wobei das System den Einfluss der Abschattung auf die Leistung und die Oberflächentemperatur des PV-Panels untersucht.
System nach Anspruch 1, bei dem die Oberfläche des Rahmens vertikal gekippt werden kann und in einem beliebigen vertikalen Winkel zwischen 0° und 90° aufgestellt werden kann.
System nach Anspruch 1, wobei das PV-Panel Zellen von 1 bis 18 aufweist, wobei die Zelle mit der Nummer 18 zur Durchführung der Analyse der Leistung und der Temperatur des PV-Panels verwendet wird.
System nach Anspruch 1, wobei die Beschattungsstärke als das Verhältnis der beschatteten Fläche zur Gesamtfläche des PV-Paneels definiert ist.
System nach Anspruch 1, wobei die Zelle mit der Nummer 18 mit einer Abschattungsstärke von 1.56 %, 3.50 %, 6.25 %, 9.40 %, 12.5 %, 17.60 %, 21.50 % und 25 % versehen ist, wobei eine Sonneneinstrahlung von 1190 W/m² aufrechterhalten wird, und wobei die elektrischen Ausgangswerte des Paneels bei jeder Abschattungsbedingung gemessen werden.
System nach Anspruch 1, wobei die Temperaturänderung der Zelle mit der Nummer 18 und der Glasoberfläche durch kontinuierliche Beschattung der anderen Zellen, eine nach der anderen, schrittweise von Zelle mit der Nummer 1 bis 17 ausgewertet wird, wobei eine Sonneneinstrahlung von 549 W/m² aufrechterhalten wird und ein Pyrometer zur Messung der Temperatur verwendet wird.