la caracterización exterior de módulos fotovoltaicos utilizando células de referencia de silicio con filtros espectrales

¿Cuál es la evaluación de los efectos espectrales en la caracterización exterior de módulos fotovoltaicos utilizando celdas de referencia de silicio con filtros espectrales?

•Procedimiento exterior para determinar la celda de referencia para diferentes tecnologías fotovoltaicas.

•Muestra cómo identificar la corriente de unión más pequeña, en dispositivos de unión múltiple.

•Presenta y valida una nueva metodología para evaluar el desajuste espectral exterior.

•El promedio de ganancias o pérdidas espectrales bajo diferentes capas de nubes.

Este artículo describe la medición de temperatura exterior controlada de varios módulos fotovoltaicos (PV) fabricados utilizando diferentes tecnologías y utilizando células de referencia con filtros espectrales.

Las mediciones de corriente de cortocircuito de todos los módulos fotovoltaicos y celdas de referencia se registraron simultáneamente utilizando digitalizadores Keysight de 16 bits y multímetros Agilent de alta resolución. El factor de incompatibilidad espectral se calculó considerando la respuesta espectral de cada dispositivo y el espectro medido en exteriores.

Los espectros correspondientes también se generaron mediante el modelo simple de transferencia radiativa atmosférica del sol SMARTS2 y, además, se utilizaron para comparar los factores de incompatibilidad espectral. La validación del método de medición se demostró comparando el factor de incompatibilidad calculado con la variación de la relación de la corriente de cortocircuito entre el dispositivo bajo prueba y la celda de referencia a lo largo del tiempo.

Además, se evaluó cómo la relación entre la variación espectral de irradiancia y la respuesta espectral de diferentes tecnologías afecta la productividad en módulos de película delgada. La principal observación de las mediciones (realizadas en Labsol) fue que a-Si / μ-Si, CdTe y la unión triple a-Si convirtieron 0,21%, 2,47% y 3,65% más de irradiación en corriente eléctrica (en verano), respectivamente, en comparación a la tecnología c-Si. El módulo PV CIGS convirtió en promedio un 0,26% más de irradiación en corriente eléctrica en invierno en comparación con la tecnología c-Si. Los resultados ayudan a comprender los efectos espectrales sobre el funcionamiento del módulo fotovoltaico exterior y las relaciones entre los espectros medidos y modelados, así como los errores introducidos por el factor de incompatibilidad espectral & paneles solares.

  1. Conclusions
    El desajuste espectral experimental medido al aire libre, determinado a partir de las mediciones realizadas en una cámara exterior con temperatura controlada en Labsol, se comparó con los valores calculados de MM, utilizando espectros medidos con un espectrorradiómetro y utilizando espectros generados a partir de datos satelitales con SMARTS2. Así, la diferencia entre los valores de desajuste (medidos, calculados y simulados) presentó resultados coherentes, con variaciones medias inferiores al 1%, validando así esta metodología de medición externa simultánea.

La celda de referencia AK120 se comporta mejor que la celda AK200 utilizada como referencia para el módulo CdTe en medidas externas, pero aún no es la opción ideal para medidas de esta tecnología, y aún es necesario calcular el factor de corrección espectral. La medición de tecnologías CIGS, a-Si / μ-Si y c-Si puede emplear una celda de referencia de silicio monocristalino (AK200) sin la necesidad de corrección espectral. Además, para la tecnología de silicio amorfo de triple unión, se puede utilizar la celda de referencia AK100 y, para esta celda de referencia, las disparidades medias presentadas fueron inferiores al 1% y, por lo tanto, no requieren el cálculo del factor de corrección espectral en estos casos.

El módulo de triple unión a-Si / μ-Si, CdTe y silicio amorfo en las mediciones realizadas en LABSOL convirtió, en este orden, un 0,21%, 2,47% y 3,65% más de irradiancia a corriente eléctrica en el verano, en contraste con el incompatibilidades encontradas en invierno, en comparación con la tecnología c-Si (AK200). Además, el módulo CIGS convirtió un promedio de 0,26% más de irradiancia en corriente eléctrica en invierno, en comparación con la incompatibilidad en verano, correlacionada con la tecnología c-Si. Además, los módulos CIGS y a-Si / μ-Si presentaron una variación de aproximadamente 0,2% en invierno en comparación con el verano, lo que demuestra una estabilidad como c-Si sobre las variaciones estacionales en el espectro solar.

El uso de celdas de referencia con idéntica construcción al módulo fotovoltaico no podría ser factible, pero como opción tecnológica, el uso de celdas c-Si con filtros espectrales representa satisfactoriamente la mayoría de las tecnologías evaluadas.

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