Aurinkopaneelien testausjärjestelmä

Abstract

Tämä insinöörityö tehtiin Savonia-ammattikorkeakoulun Varkauden yksikössä. Työn tavoitteena oli kehittää ja modernisoida aurinkopaneelien testausjärjestelmä käyttäen apuna National Instrumentsin FieldPoint -mittauslaitteistoa ja LabVIEW -ohjelmointiympäristöä. Testausjärjestelmän tavoitteena on saada luotettavia teho- ja energiamittauksia aurinkopaneelijärjestelmistä. Lisäksi testausohjelman on selviydyttävä mahdollisista virhe- ja häiriötilanteista.

Työssä rakennettiin mittausjärjestelmä, jolla voidaan testata rinnan ja sarjaan kytkettyjä aurinkopaneelistoja. Aurinkopaneelien jännite voidaan mitata mittausalueella 0-110 V ja niiden tuottama virta alueella 0-10 A. Pyranometri toimii mitta-alueella 0-2600 W/m2. Aurinkopaneelit voidaan kytkeä sarjaan tai rinnan erillisen valintakytkimen avulla.

Mittausjärjestelmää varten rakennettiin LaSol -niminen tietokoneohjelma National Instrumentsin LabVIEW 8.5 -ohjelmointiympäristössä. Ohjelma mittaa aurinkopaneeleilta tulevaa jännitettä ja virtaa sekä säteilyn intensiteettiä FielPoint -laitteistolla. Saaduista mittaustiedoista LaSol-ohjelma tekee kolme kuvaajaa, joista ensimmäinen näyttää vuorokauden aikana mitatut hetkelliset tehot ja auringon säteilynintensiteetit. Toinen kuvaaja näyttää vuorokauden aikana tuotetut energiat ja kolmas kuukauden aikana tuotetut energiat. Lisäksi LaSol-ohjelma näyttää online-mittauksena tämän hetkisen jännitteen, virran, tehon, säteilyn intensiteetin, kertyneen energian sekä auringonsäteilyn ja tehon suhdeluvun. LaSol -ohjelma tallentaa mittaukset Excel -tiedostoihin.

LaSol -ohjelman käyttöliittymässä on pyritty selkeyteen ja helppokäyttöisyyteen. Käyttöliittymässä tärkeimmät mittaukset on esitetty selkeästi ja aurinkopaneelijärjestelmän toimintakunto on havaittavissa siitä nopeasti. Mahdollisiin FieldPoint -laitteiston katkoksiin LaSol -ohjelma vastaa sytyttämällä käyttöliittymässä olevan ledin kyseisen mittauksen virhetilanteista.

This thesis was made at Savonia University of Applied Sciences. The main goal of the thesis was to develop and modernize the solar panel testing environment using FieldPoint measuring systemof the National Instruments and the LabView programming environment. The objective of the testing system is to get accurate power and energy measurements from the solar panel systems. In addition, the testing program should cope with possible breakdowns and error conditions.

A measurement system was built in this project which can be used to test solar panels which are connected in series or in parallel. The voltage of the solar panels can be measured in the range of 0 - 110 V and the current in the range of 0 – 10 A. The intensity of sunlight can be measured with a pyranometer in the range of 0 - 2600 W/m2. The solar panels can be connected in series or in parallel by using a separate switch.

A program called LaSol was made in LabView programming environment. The program measures the values of current, voltage and sunlight intensity by using the FieldPoint measuring system. LaSol program makes three different diagrams from the measurement values. The first diagram shows the present power and the present sunlight intensity. The second diagram shows the energy produced during 24 hours and the third diagram shows the energy produced during a month. The LaSol program saves the measurement data in Excel files.

The user interface of the LaSol program is designed to be simple and easy to use. The operation of the solar panels can be easily confirmed by checking the user interface. A LED in the interface of the LaSol program shows an error condition of a certain measurement.