Exakte Sensoren für Sonnenstrahlung
Neues Labor für die Kalibrierung von Solarstrahlungssensoren.
Das Solarzellenkalibrierlabor des Kalibrier- und Testzentrums – CalTeC – am Institut für Solarenergieforschung ISFH ist das erste anerkannte Kalibrierlabor in Deutschland und eines der wenigen weltweit, das zertifizierte Messungen zur Bestimmung der Bestrahlungsstärkeempfindlichkeit von Solarstrahlungssensoren als wissenschaftliche Dienstleistung für die Photovoltaikindustrie und forschung anbietet. „Wir freuen uns sehr über das neue Angebot am ISFH, da es uns ermöglicht, die Präzision unserer Produkte noch genauer als bisher unabhängig bestätigen zu lassen“ sagt Nikolai Maris vom Ingenieurbüro Mencke & Tegtmeyer, einem Hamelner Hersteller von Silizium-Solarstrahlungssensoren, die weltweit eingesetzt werden.
Abb.: Messaufbau für die Kalibrierung eines Solarstrahlungssensors am ISFH-CalTeC. (Bild: ISFH)
Solarstrahlungssensoren entsprechen in ihrem Aufbau einem Photovoltaikmodul und ermöglichen eine Analyse der PV-Erträge. Sie werden in Solarparks bei der Planung zur Überprüfung der Einstrahlung am Aufstellort und zur Überwachung der korrekten Funktionsweise der PV-Module eingesetzt. Das präzise Monitoring ermöglicht eine Optimierung der Solaranlage im laufenden Betrieb durch maßgeschneiderte Wartungs- und Instandhaltungsmaßnahmen. Die Akkreditierung umfasst die Bestimmung der spektralen Bestrahlungsstärkeempfindlichkeit unter Standardtestbedingungen sowie als Funktion von Arbeitstemperatur, Bestrahlungsstärke und Wellenlängenbereich.
Die Kalibrierung eines Solarstrahlungssensors wird in der Regel bei Standardtestbedingungen von 25°C und einer Bestrahlungsstärke von 1000W/m2 mit einem AM1.5G-Spektrum durchgeführt. Dabei sind mehrere Effekte zu beachten. Da die Sensoren in der Regel nicht aktiv gekühlt sind, erwärmen sie sich im realen Betrieb. Daher beinhaltet eine Kalibrierung immer die Bestimmung der Bestrahlungsstärkeempfindlichkeit als Funktion der Temperatur. Hierzu wird der Solarstrahlungssensor mit dem Licht eines Sonnensimulators beleuchtet und das Ausgangssignal des Sensors als Funktion der Temperatur des eingebauten Temperatursensors für Temperaturen von 23 bis 75°C gemessen.
Sollte sich das Ausgangssignal nicht linear mit der Bestrahlungsstärke ändern, so ist eine Kalibrierung bei unterschiedlichen Bestrahlungsstärken angeraten. Am ISFH können dafür Kalibrierungen bei 100, 500 und 1000 W/m² durchgeführt werden. Für höchste Präzision muss dann noch eine spektrale Fehlanpassungskorrektur durchgeführt werden. Hierzu wird die Bestrahlungsstärkeempfindlichkeit als Funktion der Wellenlänge gemessen. Diese Messung erfordert einen Solarstrahlungssensor ohne Messelektronik oder Messwiderstand und wird in der Regel an einem baugleichen Sensor durchgeführt.
ISFH / JOL
