Wat is een I-V curve?

Een I-V curve (stroom-spanningscurve) is de elektrische vingerafdruk van een zonnepaneel of string. Door de spanning geleidelijk te varieren van 0 volt (kortsluiting) tot de open-circuit spanning en tegelijkertijd de stroom te meten, ontstaat een curve die precies laat zien hoe de string presteert. Het is een van de krachtigste diagnostische hulpmiddelen in de zonne-energie.

Wat toont een gezonde curve?

Een gezonde I-V curve heeft een herkenbare vorm. Aan de linkerkant (lage spanning) is de stroom hoog en vrijwel constant, dit is de kortsluitstroom (Isc). Aan de rechterkant (hoge spanning) daalt de stroom naar nul bij de open-circuit spanning (Voc). Het punt waar het product van stroom en spanning maximaal is, heet het Maximum Power Point (MPP). Uw omvormer probeert continu op dat punt te opereren.

Bij een string van 20 panelen van 400 Wp met elk 10 ampere Isc verwacht u een curve die start bij circa 10 A, stabiel blijft tot ongeveer 500 V, en dan steil afloopt naar 0 A bij circa 750 V. Het vermogen op het MPP ligt dan rond de 7000-7500 W onder STC-condities.

Hoe tonen defecten zich?

Hier wordt het interessant. Elk type defect vervormt de curve op een karakteristieke manier.

Trapvormige stappen in de curve duiden op actieve bypass-diodes. Elke stap vertegenwoordigt een paneel (of groep cellen) die minder stroom levert. De bypass-diode schakelt dat deel uit om de rest van de string te beschermen. U ziet dit bij gedeeltelijke schaduw, maar ook bij panelen met gebroken cellen. Elke stap kost u ruwweg het vermogen van een paneel.

Lagere Isc (stroom aan de linkerkant) wijst op gelijkmatige verlaging van de lichtopvangst. Denk aan vervuiling, een laag stof of vogelpoep over de hele string. De curve behoudt zijn normale vorm maar schuift als geheel naar beneden.

Lagere Voc (spanning aan de rechterkant) duidt op celbeschadiging of een paneel dat niet meer bijdraagt. Als een paneel volledig uitvalt, mist u de spanning van dat paneel (30-45 V bij een gangbaar 60- of 72-celpaneel). De curve wordt korter aan de rechterkant.

Afgeronde knie in plaats van een scherpe overgang bij het MPP wijst op verhoogde serieweerstand. Dit ontstaat door slechte soldeerverbindingen, geoxideerde connectoren of beschadigde kabels. Het vermogen op het MPP daalt terwijl Isc en Voc normaal kunnen lijken.

Wanneer een I-V curve meten?

Een I-V curve meten vereist gespecialiseerde apparatuur (een I-V curve tracer) en kost per string 5 tot 15 minuten. Het is geen dagelijkse meting maar een diagnostisch instrument. Zet het in wanneer string monitoring een afwijking laat zien en u wilt achterhalen wat de oorzaak is. Ook bij oplevering van een nieuwe installatie is een I-V curvemeting waardevol als nulmeting.

Sommige omvormers, met name van SolarEdge en Huawei, kunnen een vereenvoudigde I-V curve meten via de omvormer zelf. De nauwkeurigheid is beperkter dan bij een losse tracer, maar het geeft een eerste indicatie zonder dat een monteur het dak op hoeft.