Publications / Results
(English)
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The LEEE-TISO test laboratory for photovoltaic modules has been set up in the early ?90. Between 1991 and 2003 80 different types of photovoltaic (PV) modules have completed a full test cycle following a procedure which has been developed in order to satisfy the requirements of the continuously expanding world-wide market. Above all a PV customer wants to be informed about: ! the quality of PV modules; ! the energy production of PV modules respect to the local climatic conditions and their type of integration; ! the long term reliability of the PV modules; In order to satisfy these needs the PV modules undergo a test cycle comprising: an outdoor exposure under real operating conditions of a duration of 15 months, a measurement of the produced energy and regular verifications of their electrical parameters. During the test phase an initial degradation can be observed for all technologies, followed by a time in which the PV module performance stabilises. In the period of this project the LEEE TISO further extended its activities through the acquisition of a class A solar simulator for the execution of current-voltage (I-V) measurements of PV modules under standard test conditions (STC) 1000W/m2, 25°C and AM1.5. According to the IEC 60904-1 PV standard the I-V measurement has been accredited with the ISO 17025 norm of the Swiss office of Accreditation (SAS). Currently the LEEE-TISO solar simulator is the only accredited in Switzerland and one of the few in Europe. The accuracy of the power measurement is ±2% without mismatch correction and the reproducibility of the measurement shows a spread of ±1%. The in-house availability of a solar simulator allows not only to carry out more frequent performance measurements on the test cycles examined modules but also to offer a measurement service for third parties.
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Final report
(English)
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The Swiss test centre ISAAC-TISO, built on the work done in the 1980s such as the realisation of the first c-Si module connected to the European grid and the realisation of one of the first silicon amorphous modules in 1988, was created in 1991. The main objective of the test centre is the evaluation of module quality, meaning the assessment of the power values declared by the manufacturer, the electrical behaviour and energy production in different climatic conditions, the stability of these values through time, and module life span. Previously, both an outdoor and an indoor structure for testing the electrical behaviour of modules were created.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Istituto di Sostenibilità Applicata all'Ambiente Costruito, SUPSI
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Chianese,Domenico
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Final report
(Italian)
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La centrale di collaudo LEEE-TISO è stata realizzata nei primi anni .90. Tra il 1991 e il 2003, 80 tipi di moduli hanno completato la fase di collaudo secondo la procedura messa in atto per rispondere alle esigenze di un mercato mondiale in continua espansione. Le necessità degli utenti del fotovoltaico riguardano soprattutto:- la qualità dei moduli fotovoltaici;- la produzione di energia rispetto alle condizioni meteorologiche locali e al tipo di integrazione;- l'affidabilità dei moduli sul lungo termine;A tal fine ogni ciclo di test di moduli fotovoltaici comprende una verifica dei parametri elettrici seguita da un.esposizione in condizioni ambientali reali della durata di 15 mesi e della misura della produzione di energia. In questo periodo di tempo si può osservare i degradi iniziali di tutte le tecnologie PV, seguiti da unperiodo di stabilizzazione delle performance dei moduli.Nel corso del presente progetto la centrale LEEE-TISO ha inoltre esteso le sue attività acquistando un simulatore solare di classe A per effettuare le misure della caratteristica corrente-tensione (I-V) dei moduli PV alle condizioni standard di 1000W/m2, 25_C e AM1.5 (STC). La misura è stata accreditata ISO 17025 secondo la norma IEC 60904-1 dal Servizio d.Accreditamento Svizzero (SAS). Attualmente il simulatore solare del LEEE-TISO è l.unico simulatore in Svizzera accreditato ISO17025 e uno dei pochi in Europa. La precisione di misura a Pm è del _2%, senza correzione del mismatch spettrale. I risultati delle misure di ripetibilità sono comprese in un intervallo del _1%. Il simulatore solare permette di effettuare delle misure più frequenti sui moduli in esame nei cicli di test, nonché di effettuare un servizio di misura su richiesta per terzi.Ad ogni ciclo di test sono misurati fino ad un massimo di 18 diversi tipi di moduli PV. Ogni 15 mesi 2 moduli per ogni tipo sono acquistati anonimamente tra quelli più frequenti sul mercato. I moduli sono installati su una struttura aperta (open rack) inclinata a 45_ verso SUD. Ogni singolo modulo lavora al suo punto di massima potenza (MPP: Maximum Power Point).Le misure della caratteristica I-V a STC dei moduli PV al silicio cristallino (c-Si), hanno permesso di appurare un degrado iniziale medio del 2% nelle prime ore di esposizione. Nel corso dei primi tre mesi di esposizione i moduli c-Si subiscono un.ulteriore degrado del 1%. Nel seguente 1 anno di esposizione la potenza dei moduli c-Si risulta generalmente stabile.La stabilità sul lungo termine della potenza può essere verificata solo parzialmente nel corso di un anno di test. L'affidabilità sul lungo periodo dei moduli PV e i meccanismi di degrado meccanico possiamo però monitorarli sull'impianto fotovoltaico TISO 10kW. L.impianto TISO 10kW è stato il primo impianto d'Europa ad essere collegato alla rete pubblica, ed è tuttora l.impianto con la più lunga sequenza di monitoraggio. Negli anni 2000-2003 è stato l.oggetto di un progetto di ricerca europeo, in collaborazione con il JRC di Ispra, volto a determinare l'affidabilità dei moduli sul lungo termine (Mean Time Before Failure).Le misure I-V dei moduli thin film e di alcuni moduli c-Si sono più problematiche da effettuare su un simulatore solare a flash. Per questo motivo e anche per permettere misure a condizioni di irraggiamento e temperatura differenti da quelle a STC, è stato realizzato un sistema di misura outdoor della caratteristica I-V abbinato ad un sistema di inseguimento del sole (Sun Tracker).L'energia dei moduli esposti in condizioni ambientali reali è misurata e confrontata con quella degli altri tipi di moduli. Se l.energia è normalizzata in funzione della potenza nominale installata le differenze sono elevate e possono raggiungere il 20%. Se invece l.energia è normalizzata rispetto alla potenza reale stabilizzata misurata a STC, le differenze risultano minori e per i moduli c-Si sono mediamente comprese in un range del _4%. In questo caso le variazioni riflettono le differenze tecnologiche.Infine è stato sviluppato un metodo semplice per il calcolo della resa energetica, denominato metodo delle matrici, basato sulle matrici di potenza riferite solo all'irraggiamento e alla temperatura, e su matrici di eventi climatici di un dato luogo. Il metodo delle matrici è utilizzabile con un semplice foglio di calcolo elettronico (stile Excel). Il metodo si è rivelato molto preciso ed un periodo di misura in condizioni ambientali reali ridotto a poche settimane può essere sufficiente per una caratterizzazione completa di un modulo al silicio cristallino.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Cereghetti,Nerio
Chianese,Domenico
Rezzonico,Sandro
Burà,Enrico
Friesen,Gabi
Realini,Antonella
Bernasconi,Angelo
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