Mätning av solcellers verkningsgrad

Verkningsgrad (Performance ratio) är ett uttryck för vad en solcellsanläggning presterar i praktiken tillsammans med den teoretiska prestandan. Verkningsgraden uttrycks normalt som % eller en faktor 0,xx (härefter används uttrycket som en faktor 0,xx). Den beräknas och mäts med hänsyn tagen till skillnaden mellan givna och aktuella förhållanden och STC (Standard Test Conditions).

Ju närmare verkningsgraden kommer 1, desto bättre presterar anläggningen. En verkningsgrad på 1 är dock i praktiken inte uppnåbart då det oundvikligen uppstår förluster i anläggningen, t.ex. termiska förluster p.g.a. uppvärmning av cellerna m.m.

En typisk verkningsgrad för en högt presterande anläggning ligger över 0,8.

Vad används verkningsgraden till?

Den teoretiska verkningsgraden och den uppmätta verkningsgraden är jämförbara, och är ett uttryck för om anläggningen presterar som förväntat. Rekommendationen är att man mäter verkningsgraden redan första säsongen som anläggningen tas i bruk, eftersom även en bra anläggning förväntas mista ca. 1% i verkningsgrad per år.

Vid större fall i verkningsgrad, bör en felsökning göras på anläggningen.

Not: Ett fall på t.ex.1% är räknat i förhållande till föregående års mätning. Dvs. har anläggningen en verkningsgrad år 1 på 0,85, kommer verkningsgraden år 2 vara 99% av 0,85=0,8415, år 3 vara 99% av 0,8415=0,833. osv. osv. Då instrumenten normalt mäter med 2 decimaler (0,XX) kommer ett fall i verkningsgraden i storleken 1% knappt vara synlig från år till år pga. avrundning, men klart synlig över en längre period. I gengäld bör man ögonblickligen upptäcka fel vid större fall i verkningsgraden.

Hur räknar man ut teoretisk verkningsgrad?

Normalt sett använder man en programvara som tillhandahålls av solcellsproducenten för denna uträkning. Programvaran är uppbyggd kring en mängd användarinput, som består av producentdata för anläggningen samt (förväntade) yttre förhållanden. Som regel är leverantören av anläggningen behjälplig med denna teoretiska beräkning för en given anläggning.

Hur mäter man verkningsgrad?

Verkningsgraden kan t.ex. mätas med HT Kit Solar Basic från Elma Instruments. Instrumentsetet kan mäta en komplett anläggning med 3 strängar DC samt 3 faser AC i en mätning. Det sparar tid i förhållande till 1-fas analysinstrument. Samtidigt kan instrumentet användas för ett IV-kurvtest, som normalt används till grafisk karaktäristik av en panel eller en hel sträng vid misstanke om fel. T.ex. vid en hastigt fallande verkningsgrad, eller kvalitetssäkring av paneler innan montage.

Verkningsgraden beräknas av instrumentet utifrån uppmätta värden med hänsyn tagen till aktuell solinstrålning, celltemperatur m.m. i förhållande till normen STC (Standard Test Conditions 1000W/25°C). Instrumentet använder en formel, där det i vissa länder används en korrektionsfaktor. I Sverige bör man dock inte använda någon korrektionsfaktor. I t.ex.i HT’s mätinstrument heter denna ”rena” formel för beräkning av verkningsgrad ”Corr: nDC”

Förenklat förklarat: En given anläggning kommer vid STC prestera XSTC. Men vid yttre förhållanden som skiljer sig från STC presterar anläggningen normalt mindre. Det tar mätinstrument höjd för och räknar utifrån: ”Under dessa förhållanden borde anläggningen prestera XInte STC”. Men den uppmätta prestationsgraden är normalt lite lägre XMätt. Verkningsgraden är då = X_Mätt/X_(Inte STC) <1

Har man inte tillgång till den teoretiska verkningsgraden, får man ”nöja sig med” att konstatera att en normal, bra anläggning bör ha en verkningsgrad över 0,8. Skall man t.ex. köra ett servicekontrakt för en kund över en rad år, kan man notera verkningsgraden vid första mätningen som referens, och därefter årligen mäta att verkningsgraden max faller ett par % per år.