Symulator działania modułów fotowoltaicznych - prezentacja Elektronik Lipiec 2013

System Ametek SAS (Solar Array Simulator) to zaawansowany symulator działania modułów fotowoltaicznych przeznaczony do badań i testowania działania inwerterów solarnych. Urządzenie zostało zaprojektowane i zbudowane w oparciu o wieloletnie doświadczenie firmy Sorensen w produkcji zasilaczy dużej mocy.

Symulator działania modułów fotowoltaicznych

System Ametek SAS (Solar Array Simulator) to zaawansowany symulator dzia­łania modułów fotowoltaicznych przeznaczony do badań i testowania działania inwerterów solarnych. Urządzenie zostało zaprojektowane i zbudowane w opar­ciu o wieloletnie doświadczenie firmy Sorensen w produkcji zasilaczy dużej mocy.

Symulator SAS może symulo­wać działanie modułów za po­mocą krzywej I-V, będącą pod­stawowym parametrem charakteryzu­jącym działanie modułu fotowoltaicz­nego, za pomocą programowanego na­pięcia rozwarcia VOC i prądu zwarcia ISC, zgodnie z wymaganiami różnych inwerterów. Oprogramowanie systemu pozwala na symulację charakterystyk różnych paneli słonecznych poprzez zmianę współczynnika wypełnienia, programowanie punktów maksymal­nej mocy, VMPP i IMPP, dla odzwiercie­dlenia charakterystyk dla różnych mo­dułów fotowoltaicznych. Symulator po­zwala użytkownikowi zaprogramować następujące parametry pomiaru: po­ziom natężenia promieniowania, war­tość temperatury, współczynnik tem­peraturowy i czas symulacji liniowego wzrostu napięcia, temperatury lub natężenia promieniowania.

Zasada działania

Komputer sterujący pracą sys­temu oparty jest na powszech­nie znanym systemie Windows 7, a oprogramowanie zaprojekto­wane przez inżynierów firmy Ametek pozwala na modelowanie rożnych sytuacji meteorologicz­nych w których pracowałyby in­stalacje fotowoltaiczne znajdujące się na dachach budynków.

Główne parametry wymaga­ne do dokonania symulacji to napięcie rozwarcia i prąd zwar­cia, program jest zaś standardo­wo zdefiniowany dla 25°C i natę­żenia promieniowania o wartości 1000 W/m2 tak, aby początko­wo wyliczona krzywa I–V po­wstała w odniesieniu do stan­dardowego ogniwa fotowoltaicz­nego. Nachylenie krzywej I–V jest następnie modyfikowane przez szczytowe parametry mocy Vmpp i Impp, zmiany te pozwalają na szerokie kształtowanie nachylenia krzywej w za­kresie współczynnika wypełnienia od 0,5 do 0,95.

Po wymodelowaniu krzywej I–V, mo­żemy wielokrotnie w dowolny sposób zmieniać poziom nasłonecznienia i tem­peraturę tak, aby zbadać zachowanie in­wertera dołączonego do sieci energetycz­nej w warunkach w których będzie mu­siał pracować podczas zacienienia mo­dułów fotowoltaicznych przez chmu­ry, czy nieuchronne zmiany temperatu­ry, ostatecznie długoterminowe testowa­nie inwertera pozwoli na wyliczenie po­tencjalnej wartości wytworzonej ener­gii, którą użytkownik będzie odsprze­dawał lokalnemu zakładowi energetycz­nemu w myśl nowej ustawy o odnawial­nych źródłach energii,

Symulator PV jest także w stanie sy­mulować idealne krzywe I-V, jak również nieregularne charakterystyki dla odwzo­rowania szczytowej mocy. Takie funk­cje są potrzebne w instalacjach, gdzie panele solarne o różnych charakterysty­kach wyjściowych połączone są równo­legle. Dostępne są też realistyczne symu­lacje zmian temperatury fotoogniw, któ­re mogą być realistycznie symulowane. Pozwala to na zoptymalizowanie pracy inwertera dzięki pracy w trybie odwzo­rowania rzeczywistych punktów maksy­malnej mocy (MPP). Poprzez zaprogra­mowanie w tabeli zmian natężenia pro­mieniowania i temperatury, dynamicz­na symulacja skompresowanych czasowo 24-godzinnych okresów, może być od­twarzana w pętli dla odwzorowania dni i nocy w dłuższych okresach czasu. Na rysunku 1 pokazano okres pomiarowy o zmiennym w czasie natężeniu promie­niowania i temperatury.

Konstrukcja systemu pomiarowego

System SAS składa się z modułowych zasilaczy SGA lub zasilaczy programowalnych DCS firmy Sorensen, które zostały zmodyfikowane przez producenta pod kątem zmniejszenia ich pojemności wyjściowej i zwiększenia zakresu pomiarowego (rys. 2). Zasilacze te mają maksymalne napięcia wyjścio­we 80 VDC, 600 VDC lub 1000 VDC, przy poziomach mocy 1,2 kW, 5 kW, 10 kW lub 15 kW, w zależności od napięcia wyjściowego i wymagań klienta. Każdy zasilacz jest programowany poprzez in­terfejs analogowy z wewnętrznej pły­ty symulatora PV, dzięki czemu każ­dy może pracować jako oddzielny pa­nel słoneczny lub ich układ. Taka pra­ca umożliwia skonfigurowanie stojaka, z wymaganą liczbą kanałów oddzielnie programowanych zasilaczy i symulato­rów PV. Przy wyższych mocach zasila­cze pracują w trybie master/slave, przy czym zasilacz master jest programowa­ny poprzez symulator PV, natomiast za­silacze slave pracują jako źródła prądo­we sterowane napięciowo. Prąd wyjścio­wy jest sumą prądów wszystkich zasi­laczy połączonych równolegle. Zasilacz master jest programowany poprzez we­wnętrzny interfejs analogowy z symula­tora PV, a cały układ działa jako jeden duży zasilacz.


Produkty powiązane
Powiązane:

Galeria:

  • Aeroflex Incorporated - a Cobham company
  • AMETEK Programmable Power, Inc.
  • Anritsu Corporation
  • IET LABS. INC.
  • KIKUSUI ELECTRONICS CORPORATION
  • Leader Electronics Corp
  • SAF Tehnika JSC
  • Sunsight
  • Teamcast