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Outdoor or just on site analyzes of photovoltaic modules can offer some advantages in comparison to indoor Lab studies. In this way the electrical performance is monitored and logged under natural operating conditions in full range of irradiation and temperature. The entirety of monitored IV data allows deriving low-light characteristics of electric parameters, temperature coefficients and root cause analysis for possible degradation. We apply so-called self-reference algorithm in order to increase the accuracy of analysis. The improved precision is due to application of effective acting irradiation and effective temperature instead of externally measured data. Effective irradiation is determined in self-referencing scheme: the short circuit current of the module is assigned to the irradiation. This assignment has to be calibrated, preferably at standard test conditions for irradiation. In this contribution we demonstrate a process of precise measurement of Isc under clear-sky outdoor conditions and the determination of the short circuit current for STC. The measurement method avoids errors by spectral deviations with respect to AM 1.5G spectrum, by optical reflection losses for high angles of incidence and errors by high albedo impact. In particular we investigate comparatively a CdTe module under outdoor conditions and by means a calibrated indoor Lab flasher.
A quantitative physical model for potential induced degradation of the shunting type (PID-s) in solar modules is introduced. Based on a drift and diffusion approach for sodium ions and atoms, it gives insight into the kinetics of degradation and the corresponding regeneration. A simple drift/source term is used to describe the time-dependent flux of Na-ions towards stacking faults at the surface of the solar cell. The assumed transport mechanism for Na+ ions through the SiN-layer uses the modified Stern-Eyring rate theory but our approach can also be adapted to other mechanisms. Several PID-s and regeneration curves of one-cell solar modules at T = 49°C and T = 90°C with 1000V potential difference between modul frame and cell were measured and least-square fits of the in-situ measured parallel resistance Rsh to the model were performed giving very good accordance.
Based on a few measurements, the model can predict PID-s and regeneration characteristics of solar modules under different conditions.
Existence of axially symmetric solution to the Vlasov-Poisson System depending on Jacobi's Integral
(2008)
Outdoor-I-U-Messungen an Photovoltaik- (PV) - Modulen haben den Vorteil, dass Effekte wie „light soaking“ oder „light-induced degradation“ unter natürlichen Bedingungen untersucht werden können. Solche Outdoor-Analysen können unter Anwendung des Selbstreferenzierungsalgorithmus (SRA) die Zuverlässigkeit von Indoor-Flasher-Messungen erreichen. Dieses neue Konzept liefert I-UEigenschaften für wesentlich mehr Testbedingungen als vom Standard IEC 61853 gefordert und so können Schwachlichtkurven aller relevanten elektrischen I-U-Parameter für bestimmte Temperaturen erzeugt werden. Wir berichten über experimentelle Ergebnisse einer 6-tägigen Outdoor-Messkampagne an Dünnschicht-PV-Modulen. Wir evaluieren darüber hinaus die Möglichkeiten, Temperaturkoeffizienten, STC- und NOCT-Daten zu bestimmen und I-U-Kennlinien als Basis für Fitting-Analysen abzuleiten. Abschließend wird die Genauigkeit der neuen Outdoor-Methode untersucht.
Freifeldcharakterisierung von PV-Anlagen im Rahmen des Projektes PV- FeldLab -ein Statusbericht-
(2020)
Das Projekt PV-FeldLab verfolgt das Ziel, ein umfassendes Konzept für eine messtechnisch sehr präzise elektrische Freifeld-Charakterisierung von PV-Generatoren zu entwickeln. Es beinhaltet eine optische Untersuchung mittels drohnengestützter Thermografie und eine genaue elektrische Charakterisierung von PV-Anlagen im Freifeld, auch bei räumlicher Inhomogenität von Bestrahlungsstärke, Temperatur und bei variablen Aufbauwinkeln von Modulen im Strang. Die Verknüpfung der elektrischen und optischen Messdaten erlaubt eine effiziente Untersuchung von PV-Anlagen und ermöglicht eine Präzisierung von Ertragsanalysen. Dieser Bericht beschreibt den ersten Projektabschnitt, in welchem der Fokus vor allem auf der Initialisierung der messtechnischen Komponenten, sowie ersten Messungen und Analysen liegt.