Merjenje tokovno-napetostne karakteristike fotonapetostnih modulov z visokimi izkoristki

ORAŽEM, JONAS ALEKSANDER (avtor), Jankovec, Marko (mentor)

Fotovoltaika je eno izmed najhitreje rastočih področij elektrotehnike. V zadnjih desetletjih se na trgu pojavljajo nove tehnologije, ki zaradi podaljšanja življenjskih časov manjšinskih nosilcev naboja izražajo vse večje difuzijske kapacitivnosti. V tem delu smo izvedli pregled merilnih metod za merjenje IU karakteristik PV nizov. Predstavili smo merilno metodo z aktivnim bremenom in s kapacitivno banko ter navedli njune zahteve in pomanjkljivosti. Izdelali smo SPICE model splošnega PV modula in izvedli verifikacijo ter določitev parametrov na dveh tehnologijah TOPCon in HIT. Iz meritev na 1, 2 in 3 panelih smo ekstrapolirali obnašanje na 1~kV PV niz. Izvedli smo analizo potreb strojne opreme pri meritvi PV modulov z visokimi izkoristki. Cilj analize je bil snovanje naprave s sistematičnim pogreškom, manjšim od 1,5 % za tehnologijo TOPCon in 3 % za tehnologijo HIT. Pri metodi z aktivnim bremenom smo predstavili rekurzivno merilno rešitev, ki predvideva uporabo 8 močnostnih tranzistorjev. Za kapacitivno metodo smo predvideli uporabo dveh kondenzatorjev s kapacitivnostjo 1,8 mF in nazivno napetostjo 600 V. Predstavili smo tudi izziv kratkostičenja PV niza, ki je potrebno pri kapacitivni merilni metodi.

• Jezik: Slovenski jezik
• Ključne besede: PV modul z visokim izkoristkom, IU karakteristika, metoda z aktivnim bremenom, metoda s kapacitivno banko, TOPCon, HIT
• Vrsta gradiva: Magistrsko delo/naloga
• Organizacija: FE - Fakulteta za elektrotehniko
• Leto izida: 2024
• PID: 20.500.12556/RUL-159012
• COBISS.SI-ID: 200114435
• Datum objave v RUL: 27.06.2024

ORAŽEM, JONAS ALEKSANDER, 2024, Merjenje tokovno-napetostne karakteristike fotonapetostnih modulov z visokimi izkoristki [na spletu]. Magistrsko delo. [Dostopano 4 maj 2025]. Pridobljeno s: https://repozitorij.uni-lj.si/IzpisGradiva.php?lang=slv&id=159012

Sekundarni jezik

• Jezik: Angleški jezik
• Naslov: Measurement of the current-voltage characteristics of high-efficiency photovoltaic modules

Izvleček

Photovoltaics is one of the fastest growing fields of electrotechnics. In the last decades we have seen an emerge of new technologies, that prolong the effective lifetime of minority charge carriers in result those modules express large diffusion capacitances. For the purpose of this thesis we performed an overview of measurement methods for measuring IV curve. We described the measurement methods with active loads and capacitive banks with their strengths and weaknesses. We created a SPICE model of a general PV module and performed verification on two technologies TOPCon and HIT. From measurements on 1, 2 and 3 PV modules, we extrapolated the PV string to a 1000 V PV string. From the extrapolated model we analysed the hardware requirements for measuring PV modules with high efficiencies. The objective was to predict hardware requirements for measuring the IV curve of TOPCon with less than 1,5 % systematic measurement error and HIT with 3 % systematic measurement error. For the method with active load, we describe a recursive measurement approach that predicted the need for 8 power transistors. For the capacitive method we predicted the use of two capacitors with capacitance of 1,8 mF and rated voltage of 600 V. We also described the issues of short circuiting the PV string, which is the first step before taking the IV measurement with the capacitive approach.

• Ključne besede: High efficiency PV module, IV characteristics, method with active load, method with capacitive bank, TOPCon, HIT