Måling av solcellers virkningsgrad

Virkningsgrad (Performance ratio) er et uttrykk for hva et solcelleanlegg yter i praksis sammenholdt med den teoretiske ytelse. Virkningsgraden uttrykkes typisk som % eller en faktor 0,xx (Deretter benyttes uttrykket som en faktor 0,xx). Den beregnes og måles under hensynet til hhv. givene og aktuelle forhold forskjellige fra STC (Standard Test Conditions).

Jo tettere virkningsgraden kommer på 1, jo bedre yter anlegget. En virkningsgrad på 1 er dog i praksis ikke oppnåelig da det uunngåelig oppstår tap i anlegget, f.eks. termisk tap pga. oppvarmning av cellene m.m.

En typisk virkningsgrad for et høyt ytende anlegg ligger over 0,8.

Hva brukes virkningsgraden til?

Den teoretiske virkningsgrad og den målte virkningsgrad er sammenlignbare, og er et uttrykk for om anlegget yter som forventet. Samtidig anbefales det å måle virkningsgraden, allerede første sesong anlegget tas i bruk da selv et godt anlegg forventes å miste ca. én % i virkningsgrad pr. år.

Ved større fall i virkningsgrad bør en feilsøking på anlegget utføres.

Note: Et fall på f.eks.1 prosent er regnet i forhold til foregående års måling. Dvs. har anlegget en virkningsgrad i år 1 på 0,85 vil virkningsgraden i år 2 være 99% av 0,85=0,8415 i år 3 være 99% av 0,8415=0,833. osv. osv. Da instrumentene typisk måler med 2 desimaler (0,XX) vil et fall i virkningsgraden i rundt en prosent knapp være synlig fra år til år pga. avrunding, men klart synlig over en lengre periode. Til gjengjeld bør man øyeblikkelig oppdage feil ved større fall i virkningsgraden.

Hvordan utregnes teoretisk virkningsgrad?

Typisk benyttes en programvare som tilbys av solselleprodusenter for utregning. Programvaren er bygd opp omkring en mengde brukerinputs, som består av produsentdata for anlegget og (forventede) ytre forhold. Som regel er leverandørene av anlegget behjelpelige med denne teoretiske beregning for et gitt anlegg.

Hvordan måles virkningsgrad?

Virkningsgraden kan f.eks. måles med HT Kit Solar Basic fra Elma Instruments. Instrumentsettet kan måle et komplett anlegg med 3 strenger DC og 3 faser AC i én måling. Det sparer tid i forhold til 1 fasede analyseinstrumenter. Samtidig kan instrumentet brukes til IV-kurvetest som typisk benyttes til grafisk karakteristikk av et panel eller en hel streng ved mistanke om feil. F.eks. ved en rask faldende virkningsgrad, eller kvalitetssikring av paneler før montasje.

Virkningsgraden kalkuleres av instrumentet ut fra målte verdier ut fra den aktuelle sol-innstråling, celletemperatur m.m. i forhold til normen STC (Standard Test Conditions 1000W/25°C). Instrumenter benytter en formel hvor det i visse land benyttes en korreksjonsfaktor.

Enkelt forklart: Et gitt anlegg vil ved STC yte XSTC. Men ved ytre forhold forskjellige fra STC yter anlegget typisk mindre. Dette tar måleinstrument høyde for og regner ut fra: ”Under disse forhold burde anlegget yte XIkke STC”, men den målte ytelse er typisk litt lavere XMålt. Virkningsgraden er da = X_Målt/X_(Ikke STC) <1

Har man ikke adgang til den teoretiske virkningsgrad, må man nøye seg med å konstatere at et typisk godt anlegg bør ha en virkningsgrad over 0,8. Skal man f.eks. kjøre en servicekontrakt for en kunde over en årrekke, kan man notere virkningsgraden ved første måling som referanse, og deretter årlig måle at virkningsgraden maks faller et par % pr. år.