Aurinkopaneeleihin liitettävien vaihtosuuntaajien testaussuunnitelman laadinta ja toteutus

Aurinkoenergia on yksi monista uusiutuvan energian muodoista, joiden suosio on viimeisten vuosien aikana kasvanut fossiilisten polttoaineiden kallistumisen sekä ilmaston lämpenemisen vuoksi. Auringon säteilyn energiaa voidaan muuttaa sähköenergiaksi mm. aurinkopaneeleiden avulla. Aurinkopaneeleihin liitetään usein vaihtosuuntaaja, jolla tuotettu teho voidaan muokata sähköverkkoon tai kotitalouden sähköjärjestelmään sopivaksi. Tässä työssä on esitelty aurinkopaneelilla tuotettavan sähköenergian perusperiaatteet sekä tehoa tuottavan järjestelmän reunaehdot. Tutkimuksessa on perehdytty keskeisiin, aurinkopaneeleihin liitettäville vaihtosuuntaajille laadittuihin standardeihin, hyötysuhteen mittaamisen sekä sähkön laadun näkökulmista. Selvityksen avulla järjestelmän hyötysuhteen sekä lähtötehon laadun määrittämiseksi voidaan laatia standardien mukainen mittaussuunnitelma vaihtosuuntaajan nimellistehosta riippumatta. Standardien avulla on laadittu mittaussuunnitelma Global Inversonne, 100 kW - verkkovaihtosuuntaajayksikölle. Suunnitelman mukaisissa mittauksissa on tutkittu yksikön muunnoshyötysuhdetta sekä lähtöjännitteen- ja virran laatua. Lisäksi työssä on analysoitu mittaustulosten mittausepävarmuuksia ja niitä aiheuttavia tekijöitä.

Solar energy is one of the renewable energy sources that have become more and more popular in the past few years because of increased awareness of the global warming and the increased costs of the fossil fuels. The solar radiation can be transformed into electrical energy by using solar panels. The panels are usually connected to an inverter, which converts the power generated by solar panel to be suitable for grid or households. This work presents the basic principles of solar power generation and describes the limits present in solar power system. In this research the fundamental standards for the efficiency measurement and the quality of the output power are investigated. With the help of this research a measurement plan can be composed. The plan takes the inverter efficiency and the quality aspects of output power of the inverter into account. The measurement plan can be adapted to several inverters with diverse nominal power specification. With the help of the standards a measurement plan is composed for Global Inversonne, 100 kW inverter unit. Current and voltage quality and conversion efficiency of the inverter are investigated in the measurements that are carried out by following the composed measurement plan. In addition the measurement uncertainties and the reason for these uncertainties are analyzed.