SoLaRE-PV South Tyrol Laboratory for Renewable Energy

SoLaRE-PV
South Tyrol Laboratory for Renewable Energy — PhotoVoltaics
Laboratorio test indoor per la caratterizzazione di moduli fotovoltaici secondo gli standard IEC
Descrizione laboratorio SoLaRE-PV
SoLaRE-PV è il laboratorio dell’Istituto per le Energie Rinnovabili dell’EURAC che consente di valutare caratteristiche e
prestazioni di moduli fotovoltaici basati su diverse tecnologie:
silicio monocristallino (mc-Si), silicio policristallino (pc-Si), silicio
amorfo (a-Si), silicio micromorfo, tecnologie a multigiunzione,
CIGS, CIS, CdTe e altre tecnologie emergenti.
Il laboratorio consiste di:
•
•
•
un simulatore solare classificato come classe “AAA”
secondo lo standard internazionale IEC 60904-9, in grado
di riprodurre lo spettro della luce solare con un alto grado di
accuratezza;
una camera climatica per l’esecuzione di cicli termici e di
umidità accelerati;
un dettagliato sistema di monitoraggio composto da
sensori e strumenti di acquisizione dati per misurare le
grandezze fisiche rilevanti ai fini della caratterizzazione
del modulo di prova.
Il simulatore solare PASAN SunSim 3b è composto da quattro
lampade allo xenon in grado di generare una luce pulsata,
calibrata e stabile nel tempo.
La luce generata attraversa un tunnel oscurato illuminando in
modo uniforme un’area di 3x3 metri a 8 metri di distanza, nella
quale è posizionato il modulo di prova.
L’applicazione di speciali maschere (da 100, 200, 400, 700 W/m2)
davanti alle lampade permette di attenuare l’intensità della luce
in modo da riprodurre diversi livelli di irradianza.
Un tracer registra la risposta elettrica del modulo, rilevando fino
Fissaggio di un modulo fotovoltaico al supporto di prova del simulatore solare
a 4000 punti della curva caratteristica I-V e altri parametri elettrici
di interesse.
La camera climatica Angelantoni PV4500 integra un sistema di
umidificazione, refrigerazione, riscaldamento e deumidificazione
per il completo controllo delle condizioni di temperatura e umidità
a cui il modulo di prova viene sottoposto.
I test eseguiti seguono gli standard internazionali IEC 61215
(moduli in silicio cristallino) e IEC 61646 (moduli a film sottile), e
sono volti a simulare le condizioni ambientali a cui i moduli di un
impianto fotovoltaico sono esposti durante il proprio ciclo di vita,
accelerando i tempi del loro naturale degrado.
Integrando tali prove con misurazioni con simulatore solare, si
è dunque in grado di valutare il processo di degradazione delle
prestazioni dei moduli fotovoltaici.
Specifiche tecniche laboratorio SoLaRE-PV
Simulatore solare
Sensori di misura del simulatore solare
Non uniformità dell’irraggiamento
≤ 1%
(classe A IEC 60904-9)
Instabilità dell’impulso
≤ 1%
(classe A IEC 60904-9)
Distribuzione spettrale dell’irraggiamento
≤ ±12.5%
(classe A IEC 60904-9)
Durata dell’impulso emesso
10 ms
Minima intensità della luce emessa
(senza maschere)
700 W/m2
Massima intensità della luce emessa
(senza maschere)
1200 W/m2
Massimo angolo di incidenza della luce
emessa
< ± 15° nell’area di prova
Camera climatica
Grandezza
misurata
Tipo di sensore
Numero
di sensori
disponibili
Unità di
misura
Irraggiamento
Celle di riferimento in
silicio monocristallino
2
W/m2
Temperatura
ambiente
Pt1000
1
°C
Temperatura retro
modulo
Pt100
1
°C
Sensori di misura della camera climatica
Grandezza
misurata
Tipo di sensore
Numero
di sensori
disponibili
Unità di
misura
10
Temperatura
ambiente
Pt100
2
°C
Massima velocità di variazione della
temperatura (da -40°C a +85°C)
1.7 °C/min
Temperatura retro
modulo
Pt100
5 (implementabile
fino a 8)
°C
Massima velocità di variazione della
temperatura (da +85°C a 0°C)
1.7 °C/min
Umidità relativa
Sonda umidità
relativa
1
%
Massima velocità di variazione della
temperatura (da 0°C a -40°C)
1.0 °C/min
Campo di temperatura
-50 ÷ 90°C
Campo di umidità relativa
20 ÷ 95%
Dimensioni interne utili (L x D x H) in mm
1300 x 1520 x 2200
Capacità massima (numero moduli)
Operazioni possibili con SoLaRE-PV
Simulatore solare:
•
•
misura completa della curva caratteristica I-V del
modulo di prova secondo lo standard internazionale
IEC 60904-1;
misura della corrente di corto circuito (Isc), tensione
a circuito aperto (Voc), shunt resistance (Rsh), series
resistance (Rs), potenza massima (Pmax), corrente
e tensione a potenza massima, fill factor, efficienza,
coefficienti di temperatura del modulo di prova.
Camera climatica:
•
•
•
Sostituzione della maschera di attenuazione presso il generatore di luce del simulatore solare
prova dei cicli termici (secondo IEC 61215 e IEC
61646): esecuzione di 50/200 cicli termici, durante
i quali la temperatura viene fatta variare da -40°C a
+85°C, con una rapidità massima di 100 °C/h;
prova di umidità e congelamento (secondo IEC
61215 e IEC 61646): esecuzione di 10 cicli con
condizioni di elevata temperatura e umidità seguite
da congelamento del provino fino a una temperatura
di -40°C;
prova del caldo umido (secondo IEC 61215 e IEC
61646): mantenimento delle condizioni di temperatura a 85°C e di umidità relativa all’85% per 1000 h.
A chi si rivolge il laboratorio
I servizi offerti dal laboratorio SoLaRE-PV sono indirizzati
a:
•
produttori di moduli interessati a valutare e ottimizzare le prestazioni dei propri prodotti;
•
progettisti, rivenditori e installatori di sistemi
interessati a valutare qualità e durabilità delle diverse
tecnologie e marche di moduli, nonché a testare la
merce in stock.
Software di gestione del simulatore solare: visualizzazione di curve caratteristiche I-V
Attività correlate
Il gruppo di ricerca sui sistemi fotovoltaici dell’Istituto per
le Energie Rinnovabili dell’EURAC è attivo nella ricerca
applicata nel settore del fotovoltaico in collaborazione con
numerosi partner nazionali e internazionali.
Le attività svolte includono:
•
studi di fattibilità di soluzioni impiantistiche attraverso
strumenti di simulazione;
•
valutazione delle caratteristiche operative di moduli
innovativi, secondo gli standard IEC 60904-1, IEC
61215 e IEC 61646;
•
supporto allo sviluppo di prodotti fotovoltaici e alla
redazione di best practice, con particolare riferimento
al settore dell’integrazione in facciate e coperture;
•
monitoraggio e misurazione dell’efficienza del
funzionamento degli impianti (a terra e BIPV);
•
simulazioni di rendimento finalizzate alla valutazione
dell’investimento.
•
test, analisi e monitoraggio delle prestazioni di
diverse tecnologie fotovoltaiche in condizioni esterne
reali;
•
test indoor e analisi delle prestazioni di sistemi
fotovoltaici integrati (sfruttando un banco prova
specifico che EURAC ha sviluppato nei propri
laboratori)
Il gruppo di ricerca può inoltre attingere a dati di
monitoraggio di impianti sperimentali realizzati con diversi
partner, che includono oltre 20 tecnologie fotovoltaiche
Posizionamento dei moduli di prova all’interno della camera climatica
Software di gestione della camera climatica: curve di temperatura
Il laboratorio SoLaRE-PV è stato finanziato da
EURAC
Viale Druso, 1 · 39100 Bolzano – Italia
www.eurac.edu
Istituto per le Energie Rinnovabili ­dell’EURAC
Via Luis-Zuegg, 11 · 39100 Bolzano – Italia
Tel. +39 0471 055 600 · Fax +39 0471 055 699
[email protected]
L’Istituto per le Energie Rinnovabili ­dell’EURAC segue progetti di ricerca a livello nazionale e internazionale, affianca
inoltre partner industriali nello sviluppo di prodotti innovativi e nella valutazione di soluzioni tecnologiche e costruttive. L’Istituto offre supporto allo sviluppo di sistemi energetici complessi, come gli edifici a bilancio energetico nullo
(Net Zero Energy Building), promuove le tecnologie relative alle energie rinnovabili e assiste i decisori politici con
consulenze scientifiche specialistiche. I risultati scientifici si ­basano sull’attività sperimentale condotta in laboratorio
e in opera attraverso campagne di monitoraggio di edifici e di sistemi che utilizzano l’energia solare. Sono ampliamente impiegati anche strumenti di simulazione dinamica.
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Centro storico
Marconistraße/
Via Marconi
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Istituto per le Energie Rinnovabili ­dell’EURAC
Via Luis-Zuegg 11
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