Australská výzkumná skupina použila střídač SMA k přepnutí provozního bodu FV pole. A prokázala tak svou schopnost vytvářet fotoluminiscenční obrazy pro střešní i velké solární instalace.
Skupina vědců z University of New South Wales (UNSW), SMA Australia a Gentari Solar Australia demonstrovala novou metodu zobrazování fotoluminiscence za denního světla (DPL). A to pomocí komerčně dostupného invertoru pro přepínání provozního bodu FV pole.
Metoda zobrazování fotoluminiscence za denního světla
,,Metoda umožňuje rychlé a vysoce kvalitní pořizování luminiscenčního obrazu během dne, odemykání efektivního výkonu a monitorování kvality bez nutnosti připojovat konkrétní elektrický hardware nebo provádět jakékoli úpravy v systémovém zapojení,“ uvedla výzkumná skupina s tím, že může být aplikované jak na střešní, tak na velkokapacitní FV systémy.
Navrhovaný přístup je založen na technice, ve které se emitovaná luminiscence mění manipulací s elektrickým provozním bodem modulů a fotoluminiscence (PL) se získá jako rozdíl mezi dvěma obrazy. Toho lze dosáhnout získáním PL snímků otevřeného obvodu (OC) a bodu maximálního výkonu (MPP).
Před touto prací se tato technika demonstrovala pouze s přizpůsobeným zařízením ve velkém měřítku. Zatímco použití komerčně dostupných invertorů pro přepínání se provádělo pouze v malém měřítku. V této studii se jedná o použití komerčního měniče bez úprav hardwaru nebo firmwaru.
Demonstrace na střešním systému se konala kolem poledne slunečného dubnového dne na předměstí Sydney s ozářením 770 W/m2. Střešní systém bylo pole o výkonu 12 kW, které se opíralo o 35 bifaciálních 350 W modulů sklo-sklo. Každý modul měl 120 poločlánkových PERC článků s nominálním napětím naprázdno 682 mV na článek. Systém se připojil a jeho spínání se řídilo 10 kW střídačem SMA Sunnyboy Tripower.
„Měniče SMA použité v této studii umožňují manipulovat s nastavením požadované hodnoty výkonu pomocí parametru nazvaného ‚Aktivní výkon, manuální nastavení‘,“ vysvětlila skupina. „Přepnutí výkonu ze 100 % na nulu proběhne za méně než 150 ms. Avšak vzhledem k dlouhé době prodlevy cca 1,5 s je celková doba cyklu cca 3 s. Jednotlivé snímky se pořídily s expozičními časy mezi 15 a 20 ms.
Použití komerčně dostupných invertorů v navrhovaném přístupu
Ukázka v užitkovém měřítku proběhla za slunečného říjnového dne na farmě o výkonu 149 MW s ozářením 950 W/m2. Farma má 400 W monofaciální poločlánkové moduly na jednoosých sledovačích. Moduly se vyrobily ze solárních článků PERC s jmenovitým napětím naprázdno 690 mV. Provoz využívá centrální střídače SMA o výkonu 2,75 MW modelu Sunny Central 2750-EV. Každý střídač se připojil k přibližně 9 000 modulů.
„Pro důkaz konceptu rozsáhlého získávání obrazu DPL pomocí přepínání na bázi invertoru, který je zde uveden, byl přepnut pouze jeden 2,75 MW střídač,“ vysvětlili akademici. „V rámci preventivních opatření bylo kdykoli přepnuto pouze < 60 % jmenovitého stejnosměrného výkonu měniče (např. mezi 90 % a 30 % maximálního výkonu), aby se předešlo potenciálnímu riziku tepelného cyklování výkonové elektroniky. Ve stejném kontextu si všimneme, že spíše než automatizované přepínání.“
Snímky se v tomto případě pořídily z dálkově řízeného letadla (RPA). Na RPA se namontovala kamera Indium Gallium Arsenide (InGaAs) (1 280 při rozlišení 1 024 pixelů). Stejná kamera se také použila při ukázce na střeše. Každý snímek se pořídil s expozičním časem 15 ms.
Vytváření fotoluminiscenčních obrazů pro velké solární instalace
„Ukázalo se, že detailní snímky s vysokým rozlišením a vysokou kvalitou jednotlivých modulů ve střešním systému umožňují detekci mikrotrhlin a jednotlivých defektů na úrovni buněk,“ uvedli vědci. ,,Naproti tomu přehledové snímky velkých částí farem založené na RPA umožňují detekci hrubých defektů na modulové a systémové úrovni. Zatímco detailní snímky umožňují detekci defektů i na úrovni buněk.“
Kromě toho výzkumníci zdůraznili, že kvantitativní analýza umožňuje přesné posouzení změn napětí uvnitř a mezi moduly. „Schopnosti demonstrované zde a v budoucí práci mohou přimět výrobce měničů, aby v nepříliš vzdálené budoucnosti zpřístupnili požadované možnosti přepínání (např. prostřednictvím aktualizací firmwaru),“ uvedli.
Nová metoda se představila v článku „Fotoluminiscenční zobrazování fotovoltaických systémů za denního světla pomocí přepínání na bázi invertoru“. Ten se publikoval v Progress in Photovoltaics.
Zdroj: pv-magazine, TowPoint
