Sähköisten aurinkopaneelien testausympäristö
Pellonpää, Juha (2013)
Pellonpää, Juha
Tampereen ammattikorkeakoulu
2013
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201304224762
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201304224762
Tiivistelmä
Tässä opinnäytetyössä tutkittiin, miten voidaan mallintaa auringon säteilyä sisätiloissa ja hyödyntää sitä aurinkopaneelien tutkimiseen. Työn tutkimustuloksien perusteella esitellään laitteisto, jolla voidaan mallintaa auringon säteilyä sisätiloissa. Tavoitteena oli suunnitella järjestelmä, jolla voidaan mallintaa eri sääolosuhteita ja auringon liikkeitä taivaalla. Laitteistosta haluttiin helposti siirrettävä.
Työssä tutkittiin aurinkopaneeleja, auringon valon spektriä sekä auringon säteilyn voimakkuuteen vaikuttavia tekijöitä. Säteilyn voimakkuuteen vaikuttavat mm. pilvisyys, kellonaika ja vuodenaika. Mitä matalammalta aurinko paistaa, sitä pidemmän matkan valo kulkee ilmakehän läpi, mikä taas vaikuttaa säteilyn voimakkuuteen. Pilvet ja ilmakehä vaikuttavat myös hieman säteilyn spektriin.
Tuloksien perusteella valittiin valaisimet ja muut komponentit, joilla voidaan toteuttaa paneelien testausympäristö. Rikkiplasmavalaisin tuottaa näkyvää valoa lähes samanlaisella spektrillä kuin aurinko. Halogeenivalaisimilla tuotetaan infrapunasäteily ja vahvistetaan hieman rikkiplasmavalaisimen näkyvän valon spektriä.
Työssä todettiin, ettei auringon kiertorataa taivaalla pystytä mallintamaan laitteistolla todenmukaisesti. Valaisimet täytyy sijoittaa niin lähelle paneelia, ettei valo tule paneelin pinnalle yhtä tasaisesti kuin auringon valo. Mallinnetut arvot eivät vastaisi todellisia arvoja. Parempia tuloksia saataisiin, mikäli valaistuksen tehoa nostettaisiin ja valaistus siirrettäisiin kauemmaksi paneelista. Tämä ei kuitenkaan ollut mahdollista laitteiston siirrettävyysvaatimuksen ja tilan puutteen takia.
Työssä tutkittiin aurinkopaneeleja, auringon valon spektriä sekä auringon säteilyn voimakkuuteen vaikuttavia tekijöitä. Säteilyn voimakkuuteen vaikuttavat mm. pilvisyys, kellonaika ja vuodenaika. Mitä matalammalta aurinko paistaa, sitä pidemmän matkan valo kulkee ilmakehän läpi, mikä taas vaikuttaa säteilyn voimakkuuteen. Pilvet ja ilmakehä vaikuttavat myös hieman säteilyn spektriin.
Tuloksien perusteella valittiin valaisimet ja muut komponentit, joilla voidaan toteuttaa paneelien testausympäristö. Rikkiplasmavalaisin tuottaa näkyvää valoa lähes samanlaisella spektrillä kuin aurinko. Halogeenivalaisimilla tuotetaan infrapunasäteily ja vahvistetaan hieman rikkiplasmavalaisimen näkyvän valon spektriä.
Työssä todettiin, ettei auringon kiertorataa taivaalla pystytä mallintamaan laitteistolla todenmukaisesti. Valaisimet täytyy sijoittaa niin lähelle paneelia, ettei valo tule paneelin pinnalle yhtä tasaisesti kuin auringon valo. Mallinnetut arvot eivät vastaisi todellisia arvoja. Parempia tuloksia saataisiin, mikäli valaistuksen tehoa nostettaisiin ja valaistus siirrettäisiin kauemmaksi paneelista. Tämä ei kuitenkaan ollut mahdollista laitteiston siirrettävyysvaatimuksen ja tilan puutteen takia.