Spatiaalisesti epätasaisen irradianssin vaikutus aurinkokennon toimintaan
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Sähkötekniikan korkeakoulu |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2016-06-13
Department
Major/Subject
Elektroniikka ja sovellukset
Mcode
S3007
Degree programme
EST - Elektroniikka ja sähkötekniikka (TS2005)
Language
fi
Pages
35
Series
Abstract
Diplomityön tavoitteena on selvittää aurinkokennon vaste spatiaalisesti epätasaiselle irradianssille. Tutkimuskysymyksen innoittajana toimivat aurinkosimulaattoristandardin, IEC 60904-9, vajavaisuudet aurinkokennojen mittauksen suhteen. Aurinkokennon vasteen selvittämiseksi työssä käytettyä näytettä simuloitiin SpiceGui-simulointiohjelmalla, jolla voidaan rakentaa kaksiulotteisia malleja aurinkokennoista. Simuloinneissa aurinkokenno esitettiin sijaiskytkentänä, johon kuuluu virtalähde, diodi ja häviöitä kuvaavia resistansseja. Aurinkokenno simuloitiin ja mitattiin viidellä irradianssin epätasaisuudella, mistä selvisi että irradianssin epätasaisuus vaikuttaa oletettua vähemmän aurinkokennon vasteeseen. Tarkasteltaessa näytteen hyötysuhdetta eri epätasaisuuksilla huomattiin, että 2 % epätasaisuudella näytteen hyötysuhde on 0.68 % suurempi kuin 20 % epätasaisuudella. Alle prosentin ero hyötysuhteessa on samaa suuruusluokkaa kuin mittalaitteen mittausepävarmuus. Tulosten perusteella voidaan todeta että aurinkokennosimulaattoreille sovellettavat irradianssin epätasaisuuden rajat 2 %, 5 % ja 10 % ovat tarpeettoman tiukat.The goal of this master's thesis is to study the response of solar cells to non-uniform irradiation. This research is inspired by solar simulator standard IEC 60904-9 and its shortcomings concerning solar cell measurements. To investigate the response of a solar cell it is simulated with SpiceGui software. The software is used to create two-dimensional models of solar cells from electronic components and to simulate the created models. These equivalent circuits are composed of current sources, diodes and resistances that represent losses in the solar cell. Simulations are done with four different irradiance non-uniformities: 2 %, 10 %, 20 % and 50 %. After the simulations, a similar solar cell that is used in simulations was measured with 2 %, 20 % and 50 % irradiance non-uniformities. According to the results from simulations and measurements, irradiance non-uniformity affects solar cells less than expected. Comparing non-uniformities of 2 % and 20 % it is seen that the efficiency of the solar cell changes only by 0.68 %. This change in efficiency is of the same order of magnitude as the measurement uncertainty of solar simulators. Based on the results it can be stated that classes of 2 %, 5 % and 10 % for irradiance non-uniformity applied on solar cell solar simulators are unnecessary strict.Description
Supervisor
Ikonen, ErkkiThesis advisor
Kärhä, PetriTolvanen, Antti
Keywords
aurinkokenno, aurinkosimulaattori, IEC 60904-9, irradianssin epätasaisuus