È necessario conoscere il piano di irraggiamento dell'array e la temperatura delle celle per valutare le prestazioni del circuito FV, indipendentemente dal metodo di test. Per poter interpretare con precisione le curve I-V, è fondamentale prestare attenzione alle condizioni ambientali, in quanto variazioni rapide nell'irraggiamento o nella temperatura delle celle possono causare errori nei test delle curve I-V. Per ottenere risultati affidabili, è necessario utilizzare i tipi di sensore e i metodi di test appropriati, come il tracciacurve I-V Fluke Solmetric PVA 1500.
Misurazione e analisi delle prestazioni dei circuiti FV con il tracciacurve I-V Fluke Solmetric PVA 1500
Condizioni ambientali per i test
I test sulle prestazioni ottimali vengono condotti in condizioni meteorologiche stabili con irraggiamento superiore a 700 W/m². Ciò è particolarmente importante quando si stabilisce una base di riferimento delle prestazioni al momento della messa o rimessa in servizio ed è fondamentale per la risoluzione dei problemi. L'irraggiamento in condizioni di test standard è di 1000 W/m2 e quanto più le condizioni di test sul campo si avvicinano a quelle standard, tanto più accurata è l'interpretazione delle curve I-V. Le condizioni di test ottimali si verificheranno molto probabilmente nelle 4 ore intorno al mezzogiorno solare.
Misurazioni dell'irraggiamento e relativo impatto
Gli errori di misurazione dell'irraggiamento possono influire significativamente sui test delle prestazioni fotovoltaiche. Ad esempio, un piccolo margine di errore nell'irraggiamento può compromettere la precisione anche di tracciacurve I-V di alta qualità come Fluke Solmetric PVA 1500. Le nuvole in rapido movimento vicino al sole e i cirri ad alta quota sono particolarmente problematici. Uno dei vantaggi dell'uso dei tracciacurve I-V per le misurazioni delle prestazioni è la possibilità di salvare i dati ambientali critici insieme ai dati I-V. In questo modo si eliminano gli errori di immissione manuale dei dati che possono causare problemi in seguito e si riduce al minimo la possibilità di errori associati a variazioni repentine delle condizioni di test.
Sensore di irraggiamento: per misurazioni precise delle prestazioni dell'array, è necessario montare il sensore di irraggiamento sul piano dell'array e verificare che la risposta spettrale del sensore corrisponda a quella dei moduli FV. L'unità wireless qui illustrata include un sensore di irraggiamento a fotodiodi al silicio con correzione spettrale e misura anche la temperatura del lato posteriore e l'inclinazione del modulo.
Scelta dei sensori
I piranometri non sono una buona scelta per il test della curva I-V, in quanto hanno una risposta spettrale ampia e piatta che differisce da quella delle tecnologie dei moduli a film sottile e cristallino. Anche i sensori di irraggiamento portatili non sono una buona scelta, in quanto può essere difficile orientarli in modo affidabile e costante sul piano dell'array. I sensori di irraggiamento portatili, inoltre, possono avere una risposta angolare sostanzialmente diversa da quella dei moduli FV sul campo. La risposta angolare è particolarmente importante nelle prime e nelle ultime ore della giornata nonché nei giorni in cui la copertura nuvolosa disperde una quantità significativa di luce solare. In queste condizioni di test, l'array e il sensore devono avere una vista equamente ampia del cielo.
Influenza della luce riflessa
I sensori di irraggiamento non devono essere influenzati da forti riflessioni ottiche, in quanto ciò può portare a letture imprecise. Se il sensore di irraggiamento rileva una quantità di luce riflessa significativamente maggiore rispetto ai moduli FV sottoposti a test, il modello sovrastimerà il valore Isc e il modulo sembrerà avere prestazioni insufficienti. In determinate circostanze, la luce solare riflessa dalle superfici metalliche può alterare notevolmente la lettura dell'irraggiamento. In genere, è possibile risolvere il problema cambiando la posizione di montaggio del sensore.
Misurazioni della temperatura nei sistemi fotovoltaici
Sebbene le prestazioni dei moduli FV siano meno sensibili alle variazioni di temperatura rispetto all'irraggiamento, ciò rappresenta ancora un fattore significativo. Le termocoppie con cavi sottili sono la scelta ideale per la misurazione della temperatura delle celle in condizioni variabili. Il corretto posizionamento della termocoppia è fondamentale per ottenere letture precise. Poiché i bordi dell'array e dei moduli tendono a raffreddarsi, posizionare la termocoppia tra l'angolo e il centro di un modulo situato lontano dal perimetro dell'array, più freddo. Lo scopo di questa procedura è quello di scegliere un punto di fissaggio del sensore con una temperatura simile alla temperatura media del lato posteriore. La punta della termocoppia deve essere perfettamente a contatto con la parte posteriore del modulo FV, in quanto il traferro interrompe il trasferimento di calore, determinando una lettura della temperatura inferiore a quella effettiva. Quando si sposta la termocoppia tra sezioni identiche dell'array, collocarla ogni volta nella stessa posizione relativa per evitare di introdurre variazioni di temperatura artificiali.