مقالات مشابهة
تناولنا في مقال سابق موضوع منحنى التيار-الجهد (I-V Curve) وتعرفنا على تأثير الإشعاعية ودرجة الحرارة عليه (يمكنك الرجوع للمقال من هذا الرابط).
في هذا المقال سوف نتحدث عن فحص تتبع منحنى التيار-الجهد (I-V Curve Tracing) للألواح الشمسية الكهروضوئية، ما هي أهميته ومتى يتم استخدامه؟ بالإضافة إلى المعايير العالمية الخاصة بتتبع منحنى التيار-الجهد.
ما هي أهمية تتبع منحنى التيار- الجهد (I-V Curve Tracing)؟
يعتبر تتبع منحنى التيار-الجهد وسيلة سريعة وفعالة لمعرفة الأداء الحقيقي للألواح الشمسية الكهروضوئية أو سلاسل الألواح الشمسية الكهروضوئية. ويجب أن يكون هذا المنحنى شبيه بالمنحنى الاعتيادي للألواح الكهروضوئية وأن تكون القيم المقاسة لتيار القصر (Isc) جهد الدائرة المفتوحة (Voc) الجهد عند نقطة الطاقة التشغيلية القصوى (Vmp) التيار عند نقطة الطاقة التشغيلية القصوى (Imp) كما هو متوقع طبقاً للظروف المحيطة (درجة الحرارة والإشعاعية) وقت القياس.
يتم فحص الألواح أثناء تصنيعها بتتبع منحنى التيار-الجهد عند ظروف الاختبار المعيارية (STC) تحت إشعاعية بمقدار 1000 واط/المتر المربع، درجة حرارة 25 سلسيوس وكتلة هواء (Air Mass) بمقدار 1.5 وذلك بهدف تحديد قدرة الألواح الكهروضوئية وتصنيفها ( مثال: 320، 325 أو 330).
ويتم تتبع منحنى التيار-الجهد في أرض الواقع (في المشاريع) أيضاً، حيث يتم تصحيح منحنى التيار-الجهد باستخدام درجة الحرارة والإشعاعية التي تم قياسها في نفس وقت التتبع/الفحص ومن ثم يتم مقارنة قيمة القدرة الناتجة من الفحص مع قدرة اللوح الشمسي الكهروضوئي أو قدرة سلسلة الألواح الشمسية الكهروضوئية الموجودة على اللصاقة على الوجه الخلفي للألوح.
في حال وجود اختلاف بين القدرة التي تم قياسها في أرض الموقع والقدرة المتوقعة من الألواح، يتم تحليل منحنى التيار-الجهد (I-V Curve) للمساعدة في تحديد أسباب ضعف الأداء، ومن ثم يتم اتخاذ الاجراءات العلاجية المناسبة.
متى وأين نقوم بتتبع منحنى التيار- الجهد (I-V Curve Tracing)؟
- في المصنع: عند تصنيع الألواح الشمسية الكهروضوئية تتم عملية تتبع منحنى التيار-الجهد لتحديد قدرة اللوح الكهروضوئي، وتحديد فئة القدرة (Power Class) التي ينتمي إليها ( مثال: 320، 325 أو 330).
- في الموقع في مرحلة الاختبار والتشغيل (Testing and Commissioning): قبل تشغيل المحطات الشمسية الكهروضوئية يتم إجراء عدة فحوصات للمحطات للتأكد من جاهزيتها للتشغيل، منها فحص تتبع منحنى التيار-الجهد، وذلك لتحديد الأعطال (إن وجدت)، بالإضافة إلى التأكد من عدم وجود فارق كبير بين القدرة المتوقعة من الألواح والقدرة الاسمية للألواح.
- في الموقع في مرحلة الصيانة والتشغيل (Operation and Maintenance): تنقسم أعمال الصيانة والتشغيل للمحطات الشمسية الكهروضوئية إلى الصيانة العلاجية (Corrective Maintenance) والصيانة الوقائية (Preventive Maintenance). وفي الصيانة الوقائية يتم إجراء مجموعة من الفحوصات من بينها فحص تتبع منحنى التيار-الجهد (I-V Curve Tracing).
فحص تتبع منحنى التيار-الجهد (I-V Curve Tracing) في موقع المشروع
ما هي المشاكل التي يمكن كشفها من خلال تتبع منحنى التيار-الجهد؟ (1)
يمكن أن تشير الإختلافات في شكل منحنى التيار-الجهد الذي تم قياسه عن منحنى التيار-الجهد الطبيعي إلى وجود مشكلة في جودة النظام، أو حجم القدرة المركبة، أو تركيب غير صحيح للنظام الكهروضوئي.
ومن هذه المشاكل التي يمكن كشفها من خلال تتبع منحنى التيار-الجهد:
- اتساخ الألواح.
- تظليل جزء من الألواح أو كلها.
- استخدام أسلاك ذات مقاومة عالية.
- مشاكل في التوصيل ما بين الألواح.
- عدم تطابق الألواح الكهروضوئية (mismatch of modules) بسبب وجود اختلافات في التصنيع أو المواصفات.
- ألواح كهروضوئية بخلايا تالفة.
أدناه بعض الأمثلة على نتائج تتبع منحنى التيار-الجهد (I-V Curve Tracing)
منحنى التيار-الجهد الطبيعي (اللون الأزرق) مقارنة مع منحنى التيار-الجهد في حال وجود ظلال أو خلية تالفة (اللون الأحمر)
منحنى التيار-الجهد الطبيعي (اللون الأزرق) مقارنة مع منحنى التيار-الجهد في حال وجود أتربة أو حدوث تدهور في أداء اللوح (اللون الأحمر)
المعايير العالمية لفحص تتبع منحنى التيار-الجهد
يحدد المعيار رقم IEC 61829:2015 إجراءات التتبع لمنحنى التيار-الجهد للألواح الكهروضوئية في الموقع، والظروف الجوية المصاحبة لهذا الفحص، وترجمة هذا المنحنى إلى ظروف الإختبار القياسية (STC) أو ظروف أخرى محددة.
