Revija Avtomatika.pdf

MERILNA OPREMAAVTOMATIKATestiranje mikrorazsmernikovV razvojnem okolju Enphasovi inženirji uporabljajoAgilentove simulatorje SAS za verifikacijo produkcijeelektrične energije in testiranje skladnosti razponaelektrične napetosti, da bi zagotovili proizvodnjo električneenergije na spodnji in zgornji napetostni meji.Simulatorje uporabljajo tudi za razvoj in testiranjeMPPT algoritmov.‘Agilentov simulator je neodtujljivi del naše laboratorijskeopreme’, pravi Mark Baldassari, vodja hardverskegainženiringa pri podjetju Enphase. ‘Na voljoimamo več kanalov, uporabljamo jih posamično alipo dva skupaj, da bi dobili večji tok pri majhni napetosti’.Ker Enphase izvaja večino testov v območju 20V in potrebuje približno 200 W moči, je vzporednametoda ključnega pomena.Pri verifikaciji izdelkov Enphase uporablja simulatorjeza preverjanje, ali izdelki ustrezajo specifikacijam.V klimatski komori spreminjajo okoljske pogoje intako preverjajo, de produkti delujejo v celotnem temperaturnemobmočju. Komora omogoča preskušanjeobčutljivost na vibracije in udarce, ki med drugim zagotavljatudi, da mikrorazsmerniki delujejo skladno sfotovoltaičnim modulom in da algoritem MPPT delujepravilno.Za preskušanje dolgoročne zanesljivosti delovanjav Enphasu izvajajo simulacijo testiranja življenjskedobe izdelkov. Testno enoto izpostavijo pogojem okolja,kakršnim naj bi bila enota izpostavljena v večletnemdelovanju. Z uporabo simulatorja simulirajovsakodnevne spremembe v osvetlitvi ter ustrezne vsakodnevnein sezonske spremembe v temperaturi. Venem dnevu tako lahko simulirajo spremembe pogojevdveh in pol mesecev, testiranjepa traja dva do tri tedne.Statično in dinamičnotestiranjeEnphase uporablja simulatorsončnega sevanja za dvatipa testov: statičnega in dinamičnega.Največji je deležstatičnega testiranja, ki zajemasimulacijo določene točkesončnega sevanja in verifikacijonapetosti, toka in osvetljevanjasolarnega modula. Kotprimer: za preverjanje skladnostis standardi Kalifornijskegaenergetskega združenja(CEC) preverjajo rezultate pripredpisani minimalni, nominalniin maksimalni napetostiin pri določenih nivojih moči.Vsak nivo predstavlja svojostatično točko.MPPT v fotovoltaičnih modulihKadar želijo inženirji simulirati krivuljo osvetljevanjasolarnega modula, je potrebno dinamično testiranje.Simulator sončnega sevanja omogoča simulacijo izhodnihparametrov solarnega modula ob predpisanihvrednostih temperature in osvetlitve.Po Markovem mnenju predstavlja dinamična simulacijaosvetlitvene krivulje pravi izziv, še posebej na odsekupočasnega prehoda krivulje, kar se zgodi ob zori:‘Že zgodaj zjutraj prične solarni modul proizvajatimajhne količine energije, in to samo zaradi svetlobe.Dejansko moramo že takrat pričeti z obratovanjem –pod 10 W.’Mikrorazsmerniki proizvajalca Enphase lahko delujejov posebnem načinu, ki omogoča proizvajanje izmeničnenapetosti pri majhni vhodni moči, kar pa je zelotežko simulirati. Toda Enphasovi inženirji so ugotovili,da tovrstno, precej zahtevno simulacijo omogočataAgilentova simulatorja SAS: E4350B in njegov naslednikE4360A. Kot pravi Mark, je simulator E4360A šeposebej primeren za dinamično simulacijo osvetlitve,ker je njegov odzivni čas zelo kratek in omogoča nalaganjeuporabnikovih tabel I-U krivulj skoraj v realnemčasu.Merjenje MPPT učinkovitostiSolarni moduli imajo t.i. delovno točko(ki se spreminja glede na osvetlitev in delovnotemperaturo), kjer tok in napetostmodula proizvajata največ električne energije.Največja razpoložljiva količina sezmanjšuje, če se zmanjšuje osvetlitev inče se povečuje temperatura.S pomočjo vezja in algoritma MPPT potekaiskanje točke, v kateri modul lahkoproizvede največjo možno količinoelektrične energije. Ta količina je odvisnaod mnogih dejavnikov, predvsempa od razpoložljive svetlobe in delovnetemperature modula. Maksimalna točkamoči se nahaja na vrhu krivulje razmerjamed tokom in napetostjo (I-U).Inženirji pri Enphasu kot enega najpomembnejšihtestov navajajo test MPPT učinkovitosti – zmožnostisolarnega modula, da natančno določi točko produkcijenajvečje moči. Pri tovrstnem testiranju potrebujejoponderirano oceno učinkovitosti, ki združuje‘učinkovitost pretvorbe’ (kako učinkovito razsmernikpretvarja enosmerno napetost v izmenično) in ‘MPPTučinkovitost’ (ki ocenjuje, kako natančno razsmernikdoloči točko največje moči). MPPT učinkovitostje najpomembnejša – če enotane deluje v optimalni točkimoči, potem ne proizvaja največjemožne količine električneenergije.Pri testiranju MPPT učinkovitostipriključijo elektronskobreme (kot npr. AgilentovE3306A) na izhod simulatorjasončnega sevanja. Nato naložijotabelo z I-U krivuljami invklopijo breme.Testni inženir zakoleba bremepreko krivulje pri ±10% ali±15% MPPT-ja in tako poiščetočko največje moči. Natoizključi breme in priključi testnoenoto. Ko MPPT vezje inalgoritem najdeta točko največjemoči, inženir primerjaoba rezultata – njun koeficientje MPPT učinkovitost.94/200949