Study on Impedance of PV Modules and Measurement of IV Characteristics by Pulse Solar Simulator

การวิเคราะห์อิมพิแดนซ์ของเซลล์แสงอาทิตย์กับการวัดคุณลักษณะกระแส-แรงดันไฟฟ้าด้วยแสงอาทิตย์เทียมแบบพัลส์

Name: Manit Seapan

keyword: Dynamic Impedance

Abstract: In this thesis, effects of dynamic parameters of solar cells on the measurement of the current-voltage (IV) characteristics and derived electrical parameters, e.g. maximum power, fill factor, open circuit voltage, are studied. Two modules are tested, one Shell SP75 model being a 75 Wp single crystalline silicon PV module, and one Kyocera KC120 model being a 120 Wp poly crystalline silicon PV module. Experiments and analyses are conducted in three parts. The first part is IV characteristics determination and derivation of electrical parameters. The second part is the dynamic impedance measurement. The third part is the observation of the rise times of module responses under dark under the input being a de bias with. small superimposing square wave signals. The IV characteristics are determined according to the IEC standard test condition (STC, 1,000 W/m2, 25 C Air Mass 1.5), using the PASAN pulse solar simulator, the AAA class simulator according to IEC60904-9. Electronic loads can be adjusted to provide different sweeping times and IV curve tracing directions. Sweeping times can be varied from I ms to 10 ms, in 1 ms step. The two IV curve tracing directions are from the short circuit to the open circuit (SCOC), and from the open circuit to the short circuit (OCSC). The direction recommended by the IEC standard is the SCOC. We find that the obtained IV curves, hence resulting electrical parameters are influenced by sweeping times and sweeping directions. This can be explained by voltage dependency of the solar cell capacitances, the nature of which is known from solar cell dynamic impedance study. We note that large sweeping times are required to produce reliable IV curves and subsequent solar cell parameters. Therefore, in measuring and reporting IV curves and cell parameters, sweeping times and direction should be specified, so that underestimation or overestimation of parameters can be avoided. The second part is dynamic impedance measurements, performed in the dark with forward biasing voltages. Impedance loci are plotted and exhibit semicircular nature, underlying the voltage and frequency dependence of solar cell resistance and capacitances previously reported. The measurement of time constants, depending on cell capacitances, explains, on a qualitative basis, the differences observed in IV curves measuring conditions.

Abstract: งานวิจัยนี้ศึกษาอิมพิแดนซ์ของเซลล์แสงอาทิตย์และคุณลักษณะกระแส-แรงดันไฟฟ้าด้วยแสงอาทิตย์เทียม PASANแบบพัลส์ ทดลองกับแผงเซลล์แสงอาทิตย์สองชนิดคือชนิดผลึกเดี่ยว (Shell SP75) และโพลี (Kyocera KC120) การทดลองและวิเคราะห์มีสามส่วนคือ ส่วนแรก วัดคุณลักษณะกระแส-แรงดันที่สภาวะการทดสอบมาตรฐาน (ความเข้มแสง 1000 W/m2 อุณหภูมิ 25 C และ Air mass 1.5 ) และหาค่าพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าของเซลล์เช่น กำลังสูงสุด ฟิลแฟคเตอร์ แรงดันวงจรเปิด ในการวักคุณสมบัติ กระแสแรงดัน จากการปรับโหลดอิเล็คทรอนิกส์ เราสามารถปรับทิศทางการวัดระหว่างสภาวะวงจรเปิดและสภาวะลัดวงจรได้สองทิศทาง กล่าวคือจากสภาวะลัดวงจรไปยังสภาวะเปิดวงจร (SCOC) หรือจากสภาวะวงจรเปิดไปยังสภาวะลัดวงจร (OCSC) รวมทั้งปรับความเร็วของการเปลี่ยนโหลด(หรือเวลาการวัด) ตั้งแต่ 1 มิลลิวินาที 10 มิลลิวินาที ช่วงละ 1 มิลลิวินาที ส่วนที่สอง หาไดนามิกส์อิมพีแดนซ์ของแผงในสภาพมืด โดยการป้อนสัญญาณแรงดันกระแสตรงที่ถูกมอดูเลทด้วยสัญญาณคลื่นรูปสี่เหลี่ยม ความถี่ 1 Hz ถึง 100KHz ส่วนที่สาม วัด time constant ของแผงเมื่อสัญญาณป้อนเข้าเป็นเหมือนการทดลองส่วนสอง ในการทดลองส่วนแรง แสดงว่าทิศทางการวัดและช่วงเวลาที่ใช้วัดเส้นกราฟกระแสแรงดันที่ต่างกัน จะให้ผลต่างกัน เมื่อคำนวณค่าพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าของเซลล์จึงได้ต่างกันด้วย ความแตกต่างกันนี้สามารถอธิบายได้ด้วยเหตุผลที่ว่าคาปาซิเตอร์ขิงเซลล์ขึ้นกับแรงดันที่ตกคร่อม ดังนั้นการวัดและรายงานกราฟกระแสแรงดันและค่าพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าของเซลล์จำเป็นต้องรับุเงื่อนไขการวัดให้ชัดเจน มาตรฐาน IEC แนะนำการวัดตาม ทิศทาง SCOC แต่ไม่ระบุช่วงเงลาที่ใช่วัด เราพบว่าต้องการช่วงเวลาวัดที่ยาวพอสมควรเพื่อลดการรายงานค่าที่สูงหรือต่ำกว่าที่ควรเป็น ระบบแสงอาทิตย์เทียม PASAN ให้ค่าเวลาวัดสูงสุด 10 มิลลิวินาที การทดลองส่วนที่สอง ได้อิมพีแดนซ์โลไซลักษณะครึ่งวงกลม ซึ่งแสดงถึงคุณสมบัติของความต้านทาน และคาปาซิเตอร์ของเซลล์ที่ขึ้นกับแรงดันตกคร่อมและความถี่ ส่วนที่สาม การวัด time constant ซึ่งขึ้นกับคาปาซิเตอร์ของเซลล์ สามารถอธิบายความแตกต่างของเส้นกราฟกระแสแรงดันได้

King Mongkut's University of Technology Thonburi. KMUTT Library.

Address: BANGKOK

Email: info.lib@mail.kmutt.ac.th

Name: Dhirayut Chenvidhya

Role: Advisor

Created: 2553-02-20

Modified: 2553-02-20

Issued: 2010-02-20

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: EEE2227

eng

DegreeName: Master of Engineering

Level: Master's Degree

Descipline: Electrical Engineering

Grantor: King Mongkut's University of Technology Thonburi

©copyrights King Mongkut's University of Technology Thonburi

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	EEE2227.pdf	1.1 MB	171	2025-09-18 16:46:27
2	EEE2227ab.pdf	106.62 KB	73	2021-10-18 19:38:21

ใช้เวลา

0.028994 วินาที