Aparato para medir curvas características de

módulos fotovoltaicos con radiación natural

Arno KrenzingerAlexandre José Bühler

Fabiano Perin Gasparin

Laboratorio de Energía SolarUFRGS – Universidade Federal del Rio Grande del Sul

www.solar.ufrgs.br

CONDICIONES ESTÁNDARES DE MEDICIÓN

IRRADIANCIA 1000 W/m²

ESPECTRO Masa de Aire 1,5

Temperatura de la célula 25 °C

CONDICIONES ESTANDARES DE MEDICION

IRRADIANCIA 1000 W/m²

ESPECTRO Masa de Aire 1,5

Temperatura de la célula 25 °C

ADEMÁS, a lo largo del ensayo

ESTABILIDAD en la irradiancia ± 1% (10 W/m²)

ESTABILIDAD em la temperatura ± 1°C

UNIFORMIDAD em la irradiancia ± 2%

UNIFORMIDAD em la temperatura ± 2°C

Problemas en la utilización directamente del Sol como fuente de irradiancia para los ensayos:

• Cambio de posición: hay que mover la estructura de apoyo de los módulos

•Efecto de la temperatura ambiente y del calentamiento del modulo.

•Variación de la irradiancia

•Cielo cubierto o con nubes dispersas.

Solución

0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0

T i e m p o ( m i n )

2 0

2 5

3 0

3 5

4 0

4 5

5 0

Tem

pera

tura

(°C

)E v o l u c i ó n d e l a t e m p e r a t u r a

T e m p e r a t u r a i n t e r n a

T e m p e r a t u r a a m b i e n t e

T e m p e r a t u r a d e l m ó d u l o

Evolución de la temperatura del módulo dentro del gabinete de ensayo

0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 1 2 0

T i e m p o ( s )

2 2

2 3

2 4

2 5

2 6

2 7

2 8

2 9

3 0

Tem

pera

tura

(°C

)

Ampliación de la región cuando el módulo llega a la temperatura de ensayo

Agilent 34410A (irradiância)

Agilent 3458A (corrente)

Agilent 34410A (temperatura)

Agilent 3458A (tensão)

Fonte Kepco BOP 100-10MG

Módulo

Célula de referência

Pt100

Conversor USB - GPIB

Barramento GPIB

Transistores

Porta Paralela

Barramento de trigger externo

R1

R2

0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 0 1 1 0 1 2 0 1 3 0 1 4 0 1 5 0 1 6 0 1 7 0 1 8 0 1 9 0 2 0 0

T i e m p o ( m s )

- 5

0

5

1 0

1 5

2 0

2 5C

orrie

nte

(A),

Vol

taje

(V

)

0

2 0 0

4 0 0

6 0 0

8 0 0

1 0 0 0

Irra

dia

ncia

(W

/ m

2 )

SECUENCIA DE DATOS MEDIDOS EM UM BARRIDO DE 200ms

CORRIENTE VOLTAJE IRRADIANCIA SOLAR

0 2 . 5 5 7 . 5 1 0 1 2 . 5 1 5 1 7 . 5 2 0 2 2 . 5 2 5

V o l t a j e ( V )

0

0 . 2 5

0 . 5

0 . 7 5

1

1 . 2 5

1 . 5

1 . 7 5

2

2 . 2 5

2 . 5

Co

rrie

nte

(A)

U N I S O L A R - U S 3 2

2 5 . 0 ° C , 1 0 0 0 W / m ²3 2 . 5 ° C , 1 0 0 0 W / m ²

4 2 . 5 ° C , 1 0 0 0 W / m ²5 2 . 5 ° C , 1 0 0 0 W / m ²

0

0 . 2 5

0 . 5

0 . 7 5

1

1 . 2 5

1 . 5

1 . 7 5

2

2 . 2 5

2 . 50 2 . 5 5 7 . 5 1 0 1 2 . 5 1 5 1 7 . 5 2 0 2 2 . 5 2 5

0 2 . 5 5 7 . 5 1 0 1 2 . 5 1 5 1 7 . 5 2 0 2 2 . 5 2 5

V o l t a j e ( V )

0

5

1 0

1 5

2 0

2 5

3 0

3 5

4 0

Pot

enci

a (

W)

U N I S O L A R - U S 3 2

2 5 . 0 ° C , 1 0 0 0 W / m ²3 2 . 5 ° C , 1 0 0 0 W / m ²4 2 . 5 ° C , 1 0 0 0 W / m ²

5 2 . 5 ° C , 1 0 0 0 W / m ²

0

5

1 0

1 5

2 0

2 5

3 0

3 5

4 00 2 . 5 5 7 . 5 1 0 1 2 . 5 1 5 1 7 . 5 2 0 2 2 . 5 2 5

EJEMPLO DE RESULTADO DE ENSAYO DE MODULOS

DIFERENTES TEMPERATURAS COM UMA MISMA IRRADIANCIA

35°C

EJEMPLO DE RESULTADO DE ENSAYO DE MODULOS (26C)

46°C

EJEMPLO DE RESULTADO DE ENSAYO DE MODULOS (35C)

26°C

EJEMPLO DE RESULTADO DE ENSAYO DE MODULOS (46C)

48°C

EJEMPLO DE RESULTADO DE ENSAYO DE MODULOS (48C)

49°C

EJEMPLO DE RESULTADO DE ENSAYO DE MODULOS (49C)

EJEMPLO DE RESULTADO DE ENSAYO DE MODULOS

Conclusión

•Se presentó la construcción y utilización de una estructura con facilidad de orientación angular y de controle de temperatura para efectuar los ensayos de características eléctricas de módulos fotovoltaicos con la radiación sola natural.•El tiempo en que la temperatura del módulo permanece invariable es más que el suficiente para hacer un barrido de medición de curva.•El sistema electrónico de medición permite un rápido barrido garantizando estabilidad en temperatura y irradiancia solar.