TWI709758B - 太陽能電池效能偵測之方法 - Google Patents

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施圳豪
黃厚穎
陳俊亦
李岳穆
楊凱翔
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行政院原子能委員會核能研究所
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

本發明為一種太陽能電池效能偵測之方法，當一第一太陽能電池及一第二太陽能電池啟動獲得一第一電池電性資料，利用一資料記錄裝置傳送至一資料伺服器，透過一第一短路程序及一第二短路程序分別獲得一第二電池電性資料及一第三電池電性資料，利用該第一電池電性資料與該第二電池電性資料、該第三電池電性資料差值運算後，獲得一第四電池電性資料及一第五電池電性資料，再使用一電池電性平均資料分別該第四電池電性資料及該第五電池電性資料進行差值運算後，獲得一第六電池電性資料及一第七電池電性資料，再與該資料伺服器之一電池參考值進行比對。

Description

太陽能電池效能偵測之方法
本發明係關於一種偵測方法，特別是一種太陽能電池效能偵測之方法。
台灣為太陽能電池模組的生產大國，並結合政府的非核家園政策，在國內具有龐大的內需市場，在加上多年的技術開發與海內外市場的拓展經驗，因此，不論在太陽能電池模組的生產、發電系統的建置以及發電場域之運轉皆具有世界一流的水準，故整體太陽能產業的發展十分的完整。
上述之太陽能電池(亦稱太陽能晶片或光電池)是一種將太陽光通過光生伏打效應轉成電能的裝置。太陽能電池事實上並不是電池，這是翻譯後的名詞，原本的意思為太陽能單元。
在常見的半導體太陽能電池中，透過適當的能階設計，便可有效的吸收太陽所發出的光，並產生電壓與電流。這種現象又被稱為太陽能光伏。
太陽能發電是一種可再生的環保發電方式，其發電過程中不會產生二氧化碳等溫室氣體，因此不會對環境造成污染；但太陽能電池板的生產 過程會產生大量有毒廢水，需另行處置。另外棄置的太陽能電池也是問題，若沒有妥善的回收機制，會對環境造成污染。
按照製作材料分為矽基半導體電池、CdTe薄膜電池、CIGS薄膜電池、染料敏化薄膜電池、有機材料電池等。其中矽電池又分為單晶矽電池、多晶矽電池和無定形體矽薄膜電池等。對於太陽能電池來說最重要的參數是轉換效率，目前在實驗室所研發的矽基太陽能電池中(並非矽空氣電池)，單晶矽電池效率為25.0%，多晶矽電池效率為20.4%，CIGS薄膜電池效率達19.8%，CdTe薄膜電池效率達19.6%，非晶矽(無定形矽)薄膜電池的效率為10.1%。
然而雖然我國在製造太陽能電池的技術非常成熟，但是在太陽能電池的系統維護端卻是近幾年才開始大力發展，隨著太陽能電池的裝設比例增高，也使的太陽能電池的壽命以及太陽能電池面板的檢測精準度受到了重視，因為太陽能電池會因為天氣、溫度、及空氣和紫外線的原因而受損，相對的在依靠太陽能發電的電廠就得付出較多的花費在進行太陽能電池的檢測及維修。
太陽能電池系統的電力配置為單一逆變器串接一整個序列太陽能電池模組，而序列模組大部分也是以串連方式連接，發電的資料又只能從逆變器端觀測，因此可從伺服器端判斷發電系統異常的最小單位通常為「一整個串連之太陽能電池模組序列」，最後還是需要派維修人員前往現場進行人工查驗，才能確定出失效的模組，不僅費時又費力。
雖然有廠商運用無人機的空拍技術來進行太陽能電池的巡檢工作，希望可以藉由無人機的技術來降低維修成本，但無人機的檢測方式只可做為一種快速篩檢的作用，用熱感攝影機來檢查太陽能電池溫度是否過高，若要 做為準確偵測太陽能電池的運作效率以及健康狀況，此種檢測方法是不夠完整。
另外有開發出太陽能電池模組可用之電性監測裝置，可以隨時監測太陽能電池模組的發電資訊，並且依據發現資料進行診斷與處置，然而此種監測裝置結構複雜，且在每個太陽能電池模組中都要裝配電性監測模組，設置的成本較為高昂，因此目前太陽能電池較少看到此類產品。
因此，為了讓太陽能電池系統的維護方式更具經濟性以及時效性，勢必要對現在的維護方式進行改良，透過自動化診斷技術減少人力維護成本以及模組失效等待維修物料時的發電功率損失。
依據上述內容可以知道，本發明為提供一種太陽能電池的效能偵測方式，透過遠端方式定時監控太陽能電池發電系統模組的電特性，而及早診斷出太陽能電池衰退的跡象，進而提早進行物料的準備以及人員的安排，有效減少發電系統之運轉與維護成本。
本發明之一目的，在於提供一種太陽能電池的效能偵測方法，建立太陽能發電系統的自動化偵測機制，定期追蹤個別太陽能電池的電性特徵，可提早判斷出模組失效的行為，並可及早進行替換品的備份準備，以維持太陽能電池發電系統的發電穩定性。
針對上述之目的，本發明提供一種太陽能電池效能偵測之方法，其步驟包含：啟動一第一太陽能電池及一第二太陽能電池，透過一逆變器取得一第一電池電性資料，並將該第一電池電性資料透過一資料記錄裝置傳輸 至一資料伺服器；執行一第一短路程序於該第一太陽能電池之電路迴路，經由該逆變器取得一第二電池電性資料；執行一第二短路程序於該第二太陽能電池之電路迴路，經由該逆變器取得一第三電池電性資料；該第一電池電性資料分別與該第二電池電性資料及該第三電池電性資料進行差值運算後，分別獲得一第四電池電性資料及一第五電池電性資料；以及取第四電池電性資料及第五電池電性資料進行均值運算後獲得一電池電性平均資料，再將該電池電性平均資料分別與該第四電池電性資料及該第五電池電性資料進行差值運算，獲得一第六電池電性資料及一第七電池電性資料後，比對該資料伺服器內所設定之一電池參考值。
本發明提供一實施例，其中該第一太陽能電池與該第二太陽能電池串聯。
本發明提供一實施例，其中該資料記錄裝置係透過有線或無線方式進行傳輸。
本發明提供一實施例，其中於啟動一第一太陽能電池及一第二太陽能電池，透過一逆變器取得一第一電池電性資料之步驟前，包含步驟：透過該資料伺服器傳送一切換訊號至一電力開關裝置，開路該逆變器之一交流電端之電路迴路。
本發明提供一實施例，其中該電池參考值係根據不同的太陽能電池設定之電流、電壓或最大功率值。
本發明提供一實施例，其中於該第一太陽能電池執行一第一短路程序之步驟前，包含步驟：將一第一開關元件電性連接一控制裝置以及該第 一太陽能電池，再利用該控制裝置上接收該資料伺服器傳送之一第一啟動訊息並啟動該第一開關元件。
本發明提供一實施例，其中該第一短路程序步驟包含該控制裝置將該第一啟動訊息轉化為一第一控制訊號傳輸至一第一開關元件，並且控制該第一開關元件導通。
本發明提供一實施例，其中經由該逆變器取得一第二電池電性資料之步驟後，包含步驟該資料伺服器透過一無線傳輸模組傳送一第一關閉訊息至該控制裝置關閉該第一開關元件。
本發明提供一實施例，其中於使該第二太陽能電池執行一第二短路程序之步驟前，包含步驟將一第二開關元件電性連接該控制裝置以及該第二太陽能電池，再接收該資料伺服器傳送之一第二啟動訊息並啟動該第二開關元件。
本發明提供一實施例，其中該第二短路程序步驟包含該控制裝置將該第二啟動訊息轉化為一第二控制訊號傳輸至該第二開關元件，並且控制該第二開關元件導通。
本發明提供一實施例，其中經由該逆變器取得一第三電池電性資料之步驟後，包含步驟該資料伺服器傳送一第二關閉訊息至該控制裝置關閉該第二開關元件。
本發明提供一實施例，其中該資料記錄裝置電性連接至一逆變器，且該逆變器分別電性連接至該第一太陽能電池以及該第二太陽能電池。
本發明提供一實施例，其中該第一電池電性資料為該第一太陽能電池及該第二太陽能電池之電壓總合。
10:第一太陽能電池
12:第一開關元件
20:第二太陽能電池
22:第二開關元件
30:控制裝置
32:無線傳輸模組
40:資料伺服器
41:第一電池電性資料
42:電池參考值
43:第二電池電性資料
44:電池電性平均資料
45:第三電池電性資料
46:第六電池電性資料
47:第四電池電性資料
48:第七電池電性資料
49:第五電池電性資料
50:逆變器
60:資料記錄裝置
62:無線通訊模組
70:電力開關裝置
M0:切換訊號
M1:第一啟動訊息
M2:第一控制訊號
M3:第一關閉訊息
M4:第二啟動訊息
M5:第二控制訊號
M6:第二關閉訊息
AC:交流電端
Pmax:電池輸出功率
Isc:短路電流
Voc:開路電壓
IL:負載電流
D:二極體
RS:串聯電阻
RSH:並聯電阻
V:電壓
I:電流
S10、S20、S30、S40、S50:步驟
第1圖：其為本發明之一實施例之方法流程圖；以及第2A圖：其為本發明之一實施例之方塊示意圖；第2B圖：其為本發明之一實施例之開關元件啟動示意圖；第2C圖：其為本發明之一實施例之開關元件啟動示意圖；第3圖：其為本發明之太陽能電池之電流電壓曲線示意圖；以及第4圖：其為太陽能電池之等效電路示意圖。
為使 貴審查委員對本發明之特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例及配合詳細之說明，說明如後：習知的太陽能電池在安裝完成後的維護與維修，需要透過人力親自到場一個一個進行檢測，十分耗時耗力，且在檢測到需要維修得太陽能電池時，再進行採購維修物料，在等待物料到來的時間，太陽能的耗損依然持續的進行，這對發電效率造成一定的損耗。
本發明之優點在於，不需要人力親自到場檢測即可瞭解太陽能電池的耗損率，且也可以藉由檢測的過程，本發明改良提供一種太陽能電池的效能偵測方式，可提早診斷出太陽能電池衰退的跡象，進而提早進行物料的準備以及人員的安排，有效減少發電系統之運轉與維護成本。
在下文中，將藉由圖式來說明本發明之各種實施例來詳細描述本發明。然而本發明之概念可能以許多不同型式來體現，且不應解釋為限於本文中所闡述之例式性實施例。
首先，請參閱第1圖，其為本發明之一實施例之方法流程圖，如圖所示，本發明之第一實施例之步驟流程包含：步驟S10：啟動第一太陽能電池及第二太陽能電池，透過逆變器取得第一電池電性資料，並將第一電池電性資料透過資料記錄裝置傳輸至資料伺服器；步驟S20：執行第一短路程序於第一太陽能電池之電路迴路，經由逆變器取得第二電池電性資料；步驟S30：執行第二短路程序於第二太陽能電池之電路迴路，經由逆變器取得第三電池電性資料；步驟S40：第一電池電性資料分別與第二電池電性資料及第三電池電性資料進行差值運算後，分別獲得第四電池電性資料及第五電池電性資料；以及步驟S50：取第四電池電性資料及第五電池電性資料進行均值運算後獲得電池電性平均資料，再將電池電性平均資料分別與第四電池電性資料及第五電池電性資料進行差值運算，獲得第六電池電性資料一第七電池電性資料後，比對資料伺服器內所設定之電池參考值。
首先，於步驟S10之前，包含步驟： 步驟S12：透過資料伺服器傳送一切換訊號至電力開關裝置開路逆變器之交流電端之電路迴路。
透過一資料伺服器40傳送一切換訊號M0至一電力開關裝置70開路一逆變器50之一交流電端AC之電路迴路，再透過步驟S10，啟動一第一太陽能電池10及一第二太陽能電池20，透過該逆變器50取得一第一電池電性資料41，並將該第一電池電性資料41透過一資料記錄裝置60之一無線通訊模組62，通訊傳輸至該資料伺服器40。
其中，本實施例中該第一太陽能電池10及該第二太陽能電池20為串聯的方式，且該逆變器50與該第一太陽能電池10與該第二太陽能電池20電性連接，該逆變器50電性連接該資料記錄裝置60，該逆變器50與該交流電端AC有該電力開關裝置70連接。
接續上述說明本實施例，當該第一太陽能電池10及該第二太陽能電池20運作時，會產生該第一電池電性資料41，該逆變器50接收到該第一電池電性資料41時，透過該資料記錄裝置60內之該無線通訊模組62，將該第一電池電性資料41傳送至該資料伺服器40儲存，其中，上述之該資料記錄裝置60與該資料伺服器40之間可透過無線傳輸方式或以有線網路傳輸方式進行傳輸，本實施例係以該無線通訊模組62進行說明，但不以此為限。
接著，於步驟S20中包含步驟：步驟S22：將第一開關元件電性連接控制裝置以及第一太陽能電池；以及步驟S24：利用控制裝置上接收資料伺服器傳送之第一啟動訊息並啟動第一開關元件。
且請參考第2B圖，其為本發明之一實施例之開關元件啟動示意圖，如圖所示，步驟S20、步驟S22及步驟S24係利用一控制裝置30上之一無線傳輸模組32，接收該資料伺服器40傳送之一第一啟動訊息M1並啟動一第一開關元件12，使該第一太陽能電池10執行一第一短路程序，再經由該逆變器50取得一第二電池電性資料43，並將該第二電池電性資料43透過該無線通訊模組62通訊傳輸至該資料伺服器40留存，上述該控制裝置30與該資料伺服器40之間可透過無線傳輸方式或以有線網路傳輸方式進行傳輸，本實施例係以該無線傳輸模組32或無線通訊模組62進行說明，但不以此為限，其中，該控制裝置30係分別電性連接至該第一開關元件12，更進一步，該第一開關元件12電性連接至該第一太陽能電池10，並且該步驟S20中所包含之該第一短路程序之步驟：步驟S26：控制裝置將第一啟動訊息轉化為第一控制訊號傳輸至第一開關元件，並且控制第一開關元件導通。
其中，步驟26中利用該控制裝置30將該資料伺服器40發送之該第一啟動訊息M1轉化為一第一控制訊號M2，控制該第一開關元件12導通，使該第一太陽能電池10由開路轉為閉路，形成該第一短路程序。
上述之該控制裝置30為一種控制電路，其係包含中央處理器、記憶體、定時器(或計數器)、輸入埠以及輸出埠，透過控制電路上的中央處理器，可將接收來的該第一啟動訊息M1轉化為該第一控制訊號M2，再傳輸至該第一開關元件12，控制該第一開關元件12導通(Turn On)，使其由開路轉為閉路，促使該第一太陽能電池10短路而不輸出任何電力。
當該第一開關元件12由開路轉為閉路時，該第一開關元件12所並聯之該第一太陽能電池10，將該第一開關元件12為短路狀態而被旁路化，且 該逆變器50與該交流電端AC之電路迴路為開路，此時由該逆變器50所獲得之太陽能模組序列之該第二電池電性資料43，將不包含被旁路化之該第一開關元件12所並聯之該第一太陽能電池10之電池電性資料。
當透過步驟S20獲得該第二電池電性資料43後，繼續步驟：步驟S28：取得第二電池資料傳輸至資料伺服器後，資料伺服器透過無線傳輸模組傳送第一關閉訊息至控制裝置而截止第一開關元件。
獲得該第二電池電性資料43後，該資料伺服器40傳送一第一關閉訊息M3截止(Turn Off)該第一開關元件12，使該第一太陽能電池10回歸正常供電狀態，且於獲得該第二電池電性資料43後，於步驟S30中包含步驟：步驟S32：將第二開關元件電性連接控制裝置以及第二太陽能電池；以及步驟S34：接收資料伺服器傳送之第二啟動訊息並啟動第二開關元件。
接著，於步驟S30中，請參考第2C圖，其為本發明之一實施例之開關元件啟動示意圖，利用該控制裝置30上之該無線傳輸模組32，接收該資料伺服器40傳送之一第二啟動訊息M4並啟動一第二開關元件22，使該第二太陽能電池20執行一第二短路程序，再經由該逆變器50取得一第三電池電性資料45，並將該第三電池電性資料45透過該無線通訊模組62通訊傳輸至該資料伺服器40留存，其中，該控制裝置30係分別電性連接至該第二開關元件22，更進一步，該第二開關元件22電性連接至該第二太陽能電池20，並且該步驟S30中所包含之該第二短路程序之步驟： 步驟36：控制裝置將第二啟動訊息轉化為第二控制訊號傳輸至第二開關元件，並且控制第二開關元件導通。
其中，步驟32中利用該控制裝置30將該資料伺服器40發送之該第二啟動訊息M4轉化為一第二控制訊號M5，控制該第二開關元件22導通(Turn On)，使該第二太陽能電池20由開路轉為閉路，形成該第二短路程序，促使該第二太陽能電池20短路而不輸出任何電力，上述之該控制裝置30為一種控制電路，已於前段進行說明，在此不再贅述。
當該第二開關元件22由開路轉為閉路時，該第二開關元件22所並聯之該第二太陽能電池20，將該第二開關元件22為短路狀態而被旁路化，且該逆變器50與交流電端AC之電路迴路為開路，此時由該逆變器50所獲得之太陽能模組序列之該第三電池電性資料45，將不包含被旁路化之該第二開關元件22所並聯之該第二太陽能電池20之電池電性資料。
當透過步驟S30獲得該第三電池電性資料45後，繼續步驟：步驟S38：取得第三電池資料傳輸至資料伺服器後，資料伺服器傳送第二關閉訊息至控制裝置而截止第二開關元件。
當該資料伺服器40取得該第三電池電性資料45後，透過該無線傳輸模組32傳送一第二關閉訊息M6至該控制裝置30截止(Turn Off)該第二開關元件22，使該第二太陽能電池20回歸正常供電狀態。
當該資料伺服器40取得該第二電池電性資料43及該第三電池電性資料45後，如步驟S40至步驟S50所述，該資料伺服器40將該第一電池電性資料41分別與該第二電池電性資料43及該第三電池電性資料45進行運算後，分別獲得一第四電池電性資料47及一第五電池電性資料49，取該第四電池電性資料 47及該第五電池電性資料49進行均值運算後獲得一電池電性平均資料44，再將該電池電性平均資料44分別與該第四電池電性資料47及該第五電池電性資料49進行差值運算，獲得一第六電池電性資料46及一第七電池電性資料48後，比對該資料伺服器40內所設定之一電池參考值42。
其中，該第一電池電性資料41與該第二電池電性資料43進行運算後，獲得該第四電池電性資料47，該第四電池電性資料47係為該第一太陽能電池10之電池電性資料，同理可得知，該第五電池電性資料49係為該第二太陽能電池20之電池電性資料。
再利用該第四電池電性資料47及該第五電池電性資料49經過均值運算所獲得的該電池電性平均資料44，與該第四電池電性資料47進行差值運算後獲得該第六電池電性資料46，該第六電池電性資料46為該第一太陽能電池10與該電池電性平均資料44之差值，同理該第七電池電性資料48為該第二太陽能電池20與該電池電性平均資料44之差值。
因此，比對該第六電池電性資料46與該電池參考值42後，若該第六電池電性資料46小於該電池參考值42，則該資料伺服器40會將該第一太陽能電池10判斷為需進行人工維護，因此發送訊息至一維修單位(未圖示)，使該維修單位可進行該第一太陽能電池10的維護時間的安排，且具有較充足的時間可以準備維修時所需之材料，其中，該電池參考值42係為根據不同的太陽能電池設定之電流、電壓或最大功率值，本發明所使用之太陽能電池係為矽基半導體電池、CdTe薄膜電池、CIGS薄膜電池、染料敏化薄膜電池、有機材料電池、聚光型III-V族多接面太陽電池之其中之一或其上述任意選擇之一。
因此，由上述內容得知，本發明之太陽能電池的效能偵測方式，是使用在一個串聯序列的太陽電池模組中，且每次僅僅短路一個太陽電池模組，此一方式是為了避免電壓過低而造成逆變器停止運作，進一步造成資料記錄裝置無法取得任何電池電性資料，而非將太陽電池模組其它電池模組皆短路，僅保留待測電池模組不短路的方式來取得電池模組的電性資料，因此，本發明之太陽能電池的效能偵測方式，係使用於兩個或兩個以上的串聯太陽能電池模組，本發明之一實施例中係以該第一太陽能電池10及該第二太陽能電池20說明，但不以此為限。
由習知資訊可得知，太陽能電池是運用P型及N型半導體接合而成，這種結構通常都稱為PN接面，在P型與N型的半導體接合的地方，因為有效載子濃度不同而造成擴散，產生由N型指向P型的內建電場，當光子被吸收時，所產生的電子就會受到內建電場的作用移動到N型半導體，電洞就會移動到P型半導體，這樣一來就可以在兩側累積電荷，透過導線連接的話就能夠產生電流，太陽能電池就是蒐集複合前的電子與電洞。
太陽能電池的功率轉換效率η可定義為公式(1)，其中，Pout為電池輸出功率、Pin為入射光之光功率、VOC為開路電壓、ISC為短路電流。
Figure 108135220-A0305-02-0015-1
FF稱為填充因子(Fill factor)，其定義為太陽能電池在最大電功率輸出時，請參考第3圖，其為本發明之太陽能電池之電流電壓曲線示意圖，如圖所示，最大輸出功率Pmax與開路電壓值V OC 和短路電流I SC 乘積之比值，也就是電流-電壓特性曲線中最大功率矩形(灰色面積)對V OC xI SC 矩形的比例。
實際上在太陽能電池衰退過程之電輸出性特表現中，主要之核心因子為串聯電阻R S 與並聯電阻R SH ，而串聯電阻R S 與並聯電阻R SH 的計算方式，分別透過下列的公式：
Figure 108135220-A0305-02-0016-3
Figure 108135220-A0305-02-0016-4
請參考第4圖，其為太陽能電池之等效電路示意圖，如圖所示，二極體D跨接於電流源的正負兩極，R SH值原本接近無限大，在等效電路中可視為開路，然而當太陽能電池開始衰退時，R SH 值變小，在電壓端為開路下，電流源產生電流有部分電流流經R SH 造成電壓損耗，所以最後電池的開路電壓值將變小，因此可藉由電池的開路電壓值反推R SH 的變化。
另外因為電池的開路電壓本身亦會受到環境因素變化影響造成電壓值下降，進一步造成R SH 變化誤判，因此本實施例採用相對比較法的方式進行R SH 變化判斷，透過同一序列之太陽電池模組於相同環境與同一時段下之資料收集，再以收集到之電池電性資料進行交互運算，即可排除環境因素造成的電池電性資料數據失真。因此，本發明之一實施例中，請參考表1，透過本發明之方法進行太陽能電池之電性偵測，計算△Voc值來確認太陽能電池是否開始衰退。
Figure 108135220-A0305-02-0017-5
在表2中1st cell的VOC值計算方式可參考公式(4)，而2nd cell~8th cell之VOC值計算可以此類推。
Figure 108135220-A0305-02-0017-9
Figure 108135220-A0305-02-0017-6
在表3中1st cell的△VOC值計算方式可參考公式(6)，而2nd cell~8th cell之△VOC值計算可以此類推。
Figure 108135220-A0305-02-0018-7
Figure 108135220-A0305-02-0018-8
Figure 108135220-A0305-02-0018-10
由表3可得知第四組太陽能電池及第七組太陽能電池之△Voc值較低，由上表可看到第四組太陽能電池△Voc值約為-0.078，第七組太陽能電池△Voc值約為-0.043，均低於其於太陽能電池，因此判斷第四組太陽能電池以及第七組太陽能電池需要進行電池維護。
以上所述之實施例，本發明之方法，其為一種太陽能電池的效能偵測方式，透過遠端方式定時監控太陽能電池發電系統模組的電特性，而及早診斷出太陽能電池衰退的跡象，進而提早進行物料的準備以及人員的安排，有效減少發電系統之運轉與維護成本。
故本發明實為一具有新穎性、進步性及可供產業上利用者，應符合我國專利法專利申請要件無疑，爰依法提出發明專利申請，祈 鈞局早日賜准專利，至感為禱。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。
S10、S20、S30、S40、S50:步驟

Claims (13)

  1. 一種太陽能電池效能偵測之方法，其步驟包含：啟動一第一太陽能電池及一第二太陽能電池，透過一逆變器取得一第一電池電性資料，並將該第一電池電性資料透過一資料記錄裝置傳輸至一資料伺服器；執行一第一短路程序於該第一太陽能電池之電路迴路，經由該逆變器取得一第二電池電性資料；執行一第二短路程序於該第二太陽能電池之電路迴路，經由該逆變器取得一第三電池電性資料；該第一電池電性資料分別與該第二電池電性資料及該第三電池電性資料進行差值運算後，分別獲得一第四電池電性資料及一第五電池電性資料；以及取該第四電池電性資料及該第五電池電性資料進行均值運算後獲得一電池電性平均資料，再將該電池電性平均資料分別與該第四電池電性資料及該第五電池電性資料進行差值運算，獲得一第六電池電性資料及一第七電池電性資料後，比對該資料伺服器內所設定之一電池參考值。
  2. 如申請項第1項所述之太陽能電池效能偵測之方法，其中該第一太陽能電池與該第二太陽能電池串聯。
  3. 如申請項第1項所述之太陽能電池效能偵測之方法，其中該資料記錄裝置係透過有線或無線方式進行傳輸。
  4. 如申請項第1項所述之太陽能電池效能偵測之方法，其中於啟動一第一太陽能電池及一第二太陽能電池，透過一逆變器取得一第一電池電性資料之步驟前，包含步驟：透過該資料伺服器傳送一切換訊號至一電力開關裝置，開路該逆變器之一交流電端之電路迴路。
  5. 如申請項第1項所述之太陽能電池效能偵測之方法，其中該電池參考值係根據不同的太陽能電池設定之電流、電壓或最大功率值。
  6. 如申請項第1項所述之太陽能電池效能偵測之方法，其中於該第一太陽能電池執行一第一短路程序之步驟前，包含步驟：將一第一開關元件電性連接一控制裝置以及該第一太陽能電池；以及利用該控制裝置上接收該資料伺服器傳送之一第一啟動訊息並啟動該第一開關元件。
  7. 如申請項第6項所述之太陽能電池效能偵測之方法，其中該第一短路程序步驟包含：該控制裝置將該第一啟動訊息轉化為一第一控制訊號傳輸至該第一開關元件，並且控制該第一開關元件導通。
  8. 如申請項第6項所述之太陽能電池效能偵測之方法，其中經由該逆變器取得一第二電池電性資料之步驟後，包含步驟：該資料伺服器透過一無線傳輸模組傳送一第一關閉訊息至該控制裝置而截止該第一開關元件。
  9. 如申請項第1項所述之太陽能電池效能偵測之方法，其中於使該第二太陽能電池執行一第二短路程序之步驟前，包含步驟：將一第二開關元件電性連接一控制裝置以及該第二太陽能電池；以及接收該資料伺服器傳送之一第二啟動訊息並啟動該第二開關元件。
  10. 如申請項第9項所述之太陽能電池效能偵測之方法，其中該第二短路程序步驟包含：該控制裝置將該第二啟動訊息轉化為一第二控制訊號傳輸至該第二開關元件，並且控制該第二開關元件導通。
  11. 如申請項第9項所述之太陽能電池效能偵測之方法，其中經由該逆變器取得一第三電池電性資料之步驟後，該資料伺服器傳送一第二關閉訊息至該控制裝置而截止該第二開關元件。
  12. 如申請項第1項所述之太陽能電池效能偵測之方法，其中該資料記錄裝置電性連接至該逆變器，且該逆變器分別電性連接至該第一太陽能電池以及該第二太陽能電池。
  13. 如申請項第1項所述之太陽能電池效能偵測之方法，其中該第一電池電性資料為該第一太陽能電池及該第二太陽能電池之電壓總合。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW535308B (en) * 2000-05-23 2003-06-01 Canon Kk Detecting method for detecting internal state of a rechargeable battery, detecting device for practicing said detecting method, and instrument provided with said
US7333916B2 (en) * 2003-04-04 2008-02-19 Bp Corporation North America Inc. Performance monitor for a photovoltaic supply
WO2012166713A2 (en) * 2011-05-31 2012-12-06 Solar Power Technologies, Inc. Automatic monitoring and adjustment of a solar panel array
US20140012520A1 (en) * 2012-07-03 2014-01-09 Mersen Usa Newburyport-Ma, Llc Photovoltaic string monitor
TW201709375A (zh) * 2015-06-18 2017-03-01 奧羅拉太陽能技術（加拿大）有限公司 使用非接觸摻雜物濃度與少數載子生命週期測量之太陽能電池發射器特徵

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW535308B (en) * 2000-05-23 2003-06-01 Canon Kk Detecting method for detecting internal state of a rechargeable battery, detecting device for practicing said detecting method, and instrument provided with said
US7333916B2 (en) * 2003-04-04 2008-02-19 Bp Corporation North America Inc. Performance monitor for a photovoltaic supply
WO2012166713A2 (en) * 2011-05-31 2012-12-06 Solar Power Technologies, Inc. Automatic monitoring and adjustment of a solar panel array
US20140012520A1 (en) * 2012-07-03 2014-01-09 Mersen Usa Newburyport-Ma, Llc Photovoltaic string monitor
TW201709375A (zh) * 2015-06-18 2017-03-01 奧羅拉太陽能技術（加拿大）有限公司 使用非接觸摻雜物濃度與少數載子生命週期測量之太陽能電池發射器特徵

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