Messen der Abgabeleistung von Solarzellen mit Standardgeräten

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Standardmessgeräte bieten Alternative

In solchen Fällen sollte ein Ingenieur stattdessen mit Standardmessgeräten arbeiten, namentlich elektronischen Lasten, DC-Stromversorgungen, Digitalmultimetern und Datenerfassungsgeräten zur Temperaturmessung, zum Scannen, zum Umschalten und zur Protokollierung der Messdaten.

Das gibt ihm die nötige Flexibilität, individuelle Messungen über einen weiten Betriebsbereich hinweg mit der erforderlichen Genauigkeit durchzuführen. Beispielsweise kann ein Datenerfassungssystem eingesetzt werden und damit die Umgebungstemperatur, die Temperatur des Testobjekts, die Spannung der kalibrierten Referenzzelle und verschiedene andere Messwerte aufgezeichnet werden, die während der Messung erfasst werden sollen.

Sonnensimulator nicht immer optimal

Einige Ingenieure messen mit schlüsselfertigen Messsystemen, die auch einen „Sonnensimulator“ umfassen. Das ist eine standardisierte Lichtquelle, bei der die Lichtenergie gesteuert werden kann, die in die Solarzelle einstrahlt. Für sehr große Solarzellen oder Module kann ein Sonnensimulator allerdings nicht das gewünschte Licht bereitstellen.

Das zu testende Solarmodul könnte beispielsweise zu einem großen Freiland-Solarkollektor gehören. In diesem Fall wäre allein die Sonne eine gangbare Lichtquelle für die Messungen. Es ist aber nicht praktikabel, ein komplettes dediziertes Solarmessgerät (ohne Sonnensimulator) vor Ort zu bringen. Daher müsste die Messung mit dem Solarmessgerät durch eine andere Messung ersetzt werden, die vor Ort mit Standardmessgeräten aufgebaut wird.

Temperatur muss protokolliert werden

Ein weiterer Aspekt bei Vor-Ort-Messungen ist die Temperatur. Die Leistung einer Solarzelle ist abhängig von ihrer Temperatur, also ist es erforderlich, die Temperatur während der Messung mit einem Temperaturmesssystem oder einem anderen Datenerfassungssystem mitzuprotokollieren.

Allerdings ist nicht nur die Leistung der Solarzelle temperaturabhängig, sondern auch die Leistung der Messgeräte. Viele Messgerätehersteller spezifizieren die Leistung ihrer Geräte nur innerhalb eines engen Temperaturbereichs nahe der Raumtemperatur von beispielsweise 25 °C ±5 °C. Hersteller hochwertiger Messgeräte geben immerhin einen Temperaturkoeffizienten an, mit dem die Messabweichung der Messgeräte bei Betrieb außerhalb des spezifizierten Temperaturbereichs kalkuliert werden kann.

Werden Messgeräte an einem Ort betrieben, an dem die Temperatur der Geräte nicht gezielt beeinflusst werden kann, muss die Betriebstemperatur erfasst und die Messergebnisse entsprechend der Temperaturkoeffizient-Spezifikation umgerechnet werden.

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