Σύστημα μετρήσεων I-V καμπυλών φωτοβολταϊκών κυψελών βασισμένο στον μικροελεγκτή MCG8HC908GP32:
Creators: name: Παπαδημητρίου, Μιχαήλ Κωνσταντίνου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2008
Subjects: Φωτοβολταϊκές κυψέλες
Μικροελεγκτής
Μετρήσεις
Χαρακτηρισμός φωτοβολταϊκών κυψελών
I-V καμπύλες
Labview
Photovoltaic cells
I-V curves
Microcontroller
Measurements
Sdar cell characterization

description: Η παρούσα διπλωματική εργασία περιγράφει τον σχεδιασμό και την υλοποίηση ενός αυτοματοποιημένου συστήματος εξαγωγής των χαρακτηριστικών καμπυλών λειτουργίας μιας φωτοβολταϊκής κυψέλης. Το σύστημα αποτελείται από μια ελεγχόμενη πηγή φωτός, την κυψέλη υπό μέτρηση, τον μικροελενκτή, μετατροπείς ADC και DAC, το κύκλωμα πόλωσης, διασύνδεση με τον υπολογιστή κ.α. Τα συγκεκριμένο σύστημα εκτελεί μια σειρά μετρήσεων τάσης και ρεύματος και παράγονται οι χαρακτηριστικές καμπύλες V-I και V-P εξόδου της κυψέλης με σκοπό την εκτίμηση της απόδοσης της. Για να σαρωθούν όλα τα σημεία μιας χαρακτηριστικής καμπύλης V-I, η φωτοβολταϊκή κυψέλη φωτίζεται με σταθερή ένταση φωτός και μεταβάλλεται η τάση πόλωσης της κυψέλης. Για κάθε σημείο πόλωσης της κυψέλης, λαμβάνεται ένα ζεύγος τιμών τάσης – ρεύματος (υπό σταθερή ένταση φωτισμού) και σχεδιάζεται η χαρακτηριστική καμπύλη. Έπειτα αλλάζει η ένταση του φωτός και λαμβάνεται μια άλλη χαρακτηριστική. Έτσι στο τέλος των μετρήσεων έχουμε διαθέσιμη μια οικογένεια χαρακτηριστικών για την συγκεκριμένη κυψέλη. Ο μικροελενκτής MC69HC908GP32 αναλαμβάνει να σαρώσει το εύρος τάσεων λειτουργίας της κυψέλης με την χρήση κατάλληλου κυκλώματος πόλωσης της κυψέλης, να πάρει τις μετρήσεις ρεύματος και να στείλει τα δεδομένα στον Η/Υ μέσω σειριακής διασύνδεσης για επεξεργασία από κατάλληλο πρόγραμμα στο LABVIEW. Το πρόγραμμα LABVIEW απεικονίζει τις χαρακτηριστικές V-I και V-P και επιπλέον υπολογίζει και άλλες παραμέτρους λειτουργίας όπως το ρεύμα βραχυκυκλώματος Isc, τη τάση ανοιχτού κυκλώματος Voc, το σημείο μέγιστης ισχύος Pmax, την μέγιστη ισχύς εξόδου, το συντελεστή απόδοσης τον παράγοντα FF και άλλα.
description: This master thesis describes the design and implementation of an automated system capable of extracting the characteristic operation curves of a photovoltaic cell. The system comprises of a variable light source, a photovoltaic cell under test, a microcontroller, ADC and DAC converters, cell bias circuit, serial transfer interface etc. The system performs a series of voltage and current measurements and produces the V-I and V-P output characteristics of the photovoltaic under test in order to validate its performance. In order to obtain all data points of a single V-I curve, photovoltaic cell is exposed to stable light conditions and cell’s bias voltage sweeps from 0 to Voc. For each bias point, a set of voltage – current point is extracted (under stable light conditions) and overall characteristic curve is obtained. Then light output is changed and another characteristic curve is acquired. In the end of measurement cycle a family of characteristic curves is available for our photovoltaic cell. MCU MC69HC908GP32 manages the voltage sweep for cell bias with the help of bias circuitry, fetch voltage – current data points and transfer results to PC via RS232 for further processing using appropriate LABVIEW software. Labview software displays the V-I and V-P characteristic curves and calculates additional cell parameters as the short circuit current Isc, open circuit voltage Voc, maximum power point Pmax, maximum output power, efficient coefficient, Fill Factor parameter etc.