Automaattinen hyötysuhdemittausjärjestelmä aurinkosähkövaihtosuuntaajille
Kääriäinen, Tommi (2013)
Kääriäinen, Tommi
Metropolia Ammattikorkeakoulu
2013
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201303193456
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201303193456
Tiivistelmä
Tässä insinöörityössä selvitettiin kokeellisesti, miten toteuttaa automatisoitu hyötysuhteenmittausjärjestelmä aurinkosähkövaihtosuuntaajien testaukseen. Hyötysuhteiden sekä staattisten ja dynaamisten MPPT-hyötysuhteiden määritykset standardien IEC 61683 ja EN 50530 mukaisesti oli havaittu työn tilanneessa yrityksessä työläiksi, ja automatisoinnilla haluttiin tehostaa laitteiden testausta. Opiskelijaryhmä oli aiemmin työskennellyt järjestelmän toteuttamiseksi, mutta työtä ei ollut saatettu loppuun johtuen ongelmista valitun DC-lähteen tuottaman sähkön laadun suhteen.
Mittausjärjestelmän laitteiston pääosina toimivat aurinkopaneelistosimulaattorina toimimaan kykenevä DC-lähde ja tarkkuustehoanalysaattori. Järjestelmään kuuluva tietokoneohjelmisto toteutettiin NI LabVIEW’lla. Ohjelmisto luo mittausasetukset ja aurinkopaneelistosimulaation ominaiskäyrät, ohjaa laitteita, lukee ja tallentaa mittausdatan analysaattorilta ja käsittelee tulokset. Tehoanalysaattorin ohjaus, mittausdatan luku sekä osa
käyttöliittymästä perustuivat opiskelijaryhmän työhön. DC-lähde, jonka ajurin toteutus oli
suurin yksittäinen tehtävä työssä, oli eri valmistajan laite kuin aiemmassa työssä käytetty laite.
Ajanpuutteen vuoksi järjestelmään ei ehditty toteuttaa dynaamisen MPPT-hyötysuhteen
mittausta eikä automaattista tehonsäätöä hyötysuhdemittauksiin. Järjestelmän testausta ei
ehditty suorittaa loppuun asti. Voitiin kuitenkin todeta, että järjestelmällä on mahdollista
suorittaa mittauksia ja laskea tuloksia, mutta DC-lähdettä ohjaava osa ohjelmasta todettiin
epävakaaksi aiheuttaen ohjelmiston osittaisia tai täydellisiä kaatumisia mittauksen aikana.
Järjestelmää on mahdollista kehittää parantamalla luotettavuutta, toteuttamalla dynaamisen MPPT-hyötysuhteen mittaus sekä automaattinen ominaiskäyrien ja tehon säätö. Tärkein suunta jatkokehityksessä on luotettavuuden parantaminen.
Mittausjärjestelmän laitteiston pääosina toimivat aurinkopaneelistosimulaattorina toimimaan kykenevä DC-lähde ja tarkkuustehoanalysaattori. Järjestelmään kuuluva tietokoneohjelmisto toteutettiin NI LabVIEW’lla. Ohjelmisto luo mittausasetukset ja aurinkopaneelistosimulaation ominaiskäyrät, ohjaa laitteita, lukee ja tallentaa mittausdatan analysaattorilta ja käsittelee tulokset. Tehoanalysaattorin ohjaus, mittausdatan luku sekä osa
käyttöliittymästä perustuivat opiskelijaryhmän työhön. DC-lähde, jonka ajurin toteutus oli
suurin yksittäinen tehtävä työssä, oli eri valmistajan laite kuin aiemmassa työssä käytetty laite.
Ajanpuutteen vuoksi järjestelmään ei ehditty toteuttaa dynaamisen MPPT-hyötysuhteen
mittausta eikä automaattista tehonsäätöä hyötysuhdemittauksiin. Järjestelmän testausta ei
ehditty suorittaa loppuun asti. Voitiin kuitenkin todeta, että järjestelmällä on mahdollista
suorittaa mittauksia ja laskea tuloksia, mutta DC-lähdettä ohjaava osa ohjelmasta todettiin
epävakaaksi aiheuttaen ohjelmiston osittaisia tai täydellisiä kaatumisia mittauksen aikana.
Järjestelmää on mahdollista kehittää parantamalla luotettavuutta, toteuttamalla dynaamisen MPPT-hyötysuhteen mittaus sekä automaattinen ominaiskäyrien ja tehon säätö. Tärkein suunta jatkokehityksessä on luotettavuuden parantaminen.