4 cách để kiểm tra tấm pin năng lượng mặt trời: Công suất, Công suất và Ampe

1. Cách kiểm tra tấm pin mặt trời bằng đồng hồ vạn năng

Đồng hồ vạn năng là người bạn tốt nhất khi nói đến kiểm tra các tấm pin mặt trời.

Bạn có thể sử dụng nó để kiểm tra:

• Điện áp hở mạch (Voc)
• Dòng điện ngắn mạch (Isc)
• Dòng điện ở công suất tối đa (Imp)

Cụ thể như sau.

Những gì bạn cần

• Đồng hồ vạn năng — Bạn nên mua đồng hồ có phạm vi tự động. Những dụng cụ như vôn kế đơn giản sẽ không sử dụng được. Bạn cần một đồng hồ vạn năng có thể đo cả vôn và ampe.

Bước 1: Đo điện áp mạch hở (Voc)

Xác định điện áp mạch hở (Voc) trên nhãn thông số kỹ thuật ở mặt sau của tấm pin mặt trời. Ghi nhớ số này cho phần sau.

Tấm pin đang sử dụng cho ví dụ này là Newpowa 100W 12V. Nó có Voc là 19,83V.

Bây giờ, chuẩn bị đồng hồ vạn năng của bạn để đo vôn DC. Hãy cắm đầu dò màu đen vào cổng COM trên đồng hồ vạn năng của bạn. Cắm đầu dò màu đỏ vào cực điện áp.

Đặt đồng hồ vạn năng của bạn thành cài đặt điện áp DC (và dải điện áp chính xác nếu đồng hồ của bạn không tự động điều chỉnh). Nó được biểu thị bằng một đường liền nét phía trên một đường chấm chấm bên cạnh chữ V.

Mang tấm pin năng lượng mặt trời của bạn ra ngoài và đặt nó dưới ánh sáng mặt trời trực tiếp. Để có kết quả tốt nhất, hãy hướng nó về phía mặt trời.

Xác định vị trí các dây cáp dương và âm của tâm pin năng lượng mặt trời. Cáp dương thường là cáp có đầu nối MC4 đực, có màu đỏ xung quanh.

Chạm đầu dò màu đỏ của đồng hồ vạn năng vào chốt kim loại bên trong đầu nối MC4 dương. Chạm đầu dò màu đen vào chốt kim loại bên trong đầu nối MC4 âm.

Đọc điện áp trên đồng hồ vạn năng của bạn và so sánh nó với điện áp mạch hở (Voc) được liệt kê ở mặt sau tấm pin của bạn. (Nếu số đọc điện áp của bạn là âm, đảo ngược đầu dò và đo lại.)

Tôi đã đo Voc là 19,85V trên tấm pin của mình. Voc được yêu cầu cho tấm pin này là 19,83V, đúng số mà chúng ta đã thấy trước đó.

Điện áp bạn đo bằng đồng hồ vạn năng phải gần với điện áp mạch hở được liệt kê ở mặt sau của tấm pin. Tuy nhiên, nó không nhất thiết phải giống hệt nhau.

Nếu chúng giống nhau, tấm pin của bạn có vẻ vẫn trong tình trạng tốt. Bạn có thể chuyển sang bước tiếp theo — đo dòng điện ngắn mạch.

Nếu điện áp bạn đo thấp hơn đáng kể so với Voc, hãy thử cách sau rồi đo lại:

• Đảm bảo hôm đó là một ngày nắng, tấm pin trực tiếp dưới ánh nắng mặt trời và nó nghiêng về phía mặt trời
• Đảm bảo không có phần nào của tấm pin năng lượng mặt trời bị che bóng
• Làm sạch tấm pin năng lượng mặt trời

Nếu đồng hồ đo không được, tấm pin năng lượng mặt trời của bạn có thể bị hỏng.

Bước 2: Đo dòng điện ngắn mạch (Isc)

Xác định dòng điện ngắn mạch (Isc) trên nhãn thông số kỹ thuật ở mặt sau của tấm pin. Ghi nhớ số này.

Isc của tấm pin của tôi là 6,56A.

Chuẩn bị đồng hồ vạn năng của bạn để đo ampe. Để làm như vậy, hãy di chuyển đầu dò màu đỏ đến cực cường độ dòng điện. Đặt đồng hồ vạn năng của bạn thành cài đặt bộ khuếch đại (A), chọn giới hạn phù hợp nếu đồng hồ của bạn không tự động thay đổi phạm vi.

Cảnh báo: Đảm bảo kích thước cầu chì của đồng hồ vạn năng lớn hơn dòng điện ngắn mạch của tấm pin. Kích thước cầu chì thường được liệt kê phía trên thiết bị đầu cuối cường độ dòng điện. Ví dụ: đồng hồ vạn năng của tôi có kích thước cầu chì là 10A và Isc của tấm pin của tôi là 6,56A.

Mang tấm pin của bạn ra ngoài và đặt nó dưới ánh sáng mặt trời trực tiếp.

Chạm đầu dò màu đỏ của đồng hồ vạn năng vào chốt kim loại bên trong đầu nối MC4 dương. Chạm đầu dò màu đen vào chốt kim loại bên trong đầu nối MC4 âm.

Cảnh báo: Có khả năng sẽ có tia lửa khi bạn chạm đầu dò. Điều này hoàn toàn bình thường.

Đọc dòng điện trên đồng hồ vạn năng của bạn và so sánh nó với dòng điện ngắn mạch (Isc) được liệt kê ở mặt sau tấm pin của bạn.

Dòng điện ngắn mạch mà bạn đang đo phải gần với dòng điện được liệt kê ở mặt sau của tấm pin. Tuy nhiên, nó không nhất thiết phải giống nhau.

Chẳng hạn, tôi chỉ đo được 6,08A nhưng Isc được công bố trên nhãn là 6,56A. Tuy nhiên, thời tiết hơi nhiều mây mù trong thời điểm thử nghiệm, cộng với lúc đó là 11 giờ sáng vào một buổi sáng tháng 11, vì vậy tôi hài lòng với những kết quả này. Nếu vào một ngày hè trong lành vào buổi trưa, tôi cho rằng nó sẽ gần giống với Isc.

Nếu phép đo của bạn tương tự với Isc được liệt kê ở mặt sau của tấm pin thì tuyệt vời! Tấm pin của bạn đang hoạt động tốt.

Đối với hầu hết mọi người, đo điện áp hở mạch và dòng điện ngắn mạch là tất cả những gì bạn cần làm để kiểm tra xem tấm pin mặt trời của bạn có hoạt động tốt không. Bạn có thể ngừng thử nghiệm nếu muốn.

Tuy nhiên, nếu bạn muốn tiếp tục, có nhiều cách hơn để kiểm tra tấm pin mặt trời có và không có đồng hồ vạn năng. Tiếp tục đọc để tìm hiểu làm thế nào.

Nếu phép đo của bạn khác khá xa so với Isc đã yêu cầu, hãy thử cách sau và đo lại:

• Hãy chắc chắn rằng đó là một ngày nắng và tấm pin trực tiếp dưới ánh nắng mặt trời
• Kiểm tra tấm pin năng lượng mặt trời càng gần trưa càng tốt
• Hướng tấm pin năng lượng mặt trời về phía mặt trời
• Đảm bảo không có phần nào của tấm pin năng lượng mặt trời bị che bóng
• Làm sạch tấm pin năng lượng mặt trời

Thời gian trong năm cũng ảnh hưởng đến sản lượng tấm pin mặt trời. Nếu phép đo của bạn không đạt được Isc, thì đó có thể không phải là tấm pin mặt trời của bạn.

Bước 3: Đo dòng điện hoạt động (còn gọi là dòng điện PV)

Lưu ý: Bạn cũng có thể đo dòng điện PV bằng cách kết nối tấm pin mặt trời với bộ điều khiển sạc mà chúng ta sẽ thảo luận bên dưới trong phương pháp #2.

Đúng vậy – bạn có thể sử dụng đồng hồ vạn năng để đo dòng điện mà tấm pin mặt trời của bạn đang xuất ra. Tuy nhiên, bạn sẽ cần một số thiết bị bổ sung:

• Bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời
• Pin — ví dụ như pin axít chì 12V 33Ah

Bắt đầu thôi:

Kết nối bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời với pin.

Hướng dẫn: Cách kết nối bộ điều khiển sạc với pin

Kết nối cáp bộ điều hợp với bộ điều khiển sạc.

Hướng dẫn: Cách kết nối tấm pin năng lượng mặt trời với bộ điều khiển sạc

Kết nối cáp năng lượng mặt trời âm với cáp bộ chuyển đổi cực âm. KHÔNG kết nối cáp năng lượng mặt trời cực dương.

Chuẩn bị đồng hồ vạn năng để đo cường độ dòng điện, giống như bạn đã làm ở bước 2. Ném một chiếc khăn lên tấm pin mặt trời hoặc úp nó xuống đất để nó không tạo ra bất kỳ nguồn điện nào.

Chạm đầu dò vạn năng màu đỏ vào chốt kim loại trên đầu nối nam MC4 (đầu nối được kết nối với tấm pin năng lượng mặt trời). Chạm đầu dò vạn năng màu đen vào chốt kim loại trên đầu nối MC4 cái (cái được kết nối với bộ điều khiển sạc), do đó hoàn thành kết nối.

Lấy khăn ra khỏi tấm pin mặt trời của bạn (hoặc lật nó ngửa lên) và đọc cường độ dòng điện trên đồng hồ vạn năng của bạn để xem tấm pin mặt trời của bạn đang tạo ra bao nhiêu dòng điện. Đầu ra tấm pin của tôi 4,46A.

Bạn có thể thử nghiệm với hướng và góc nghiêng của tấm pin để xem các yếu tố này ảnh hưởng như thế nào đến đầu ra.

Bạn có thể so sánh con số này với dòng điện ở mức công suất tối đa (Imp) ở mặt sau của tấm pin để xem mức độ gần với công suất tối đa mà tấm pin năng lượng mặt trời của bạn hiện có. Chẳng hạn, Imp của tấm pin của tôi là 6,26A và tôi đo được dòng điện là 4,46A.

Mặc dù điều này có vẻ xa vời, nhưng không tệ đến thế. Các tấm pin mặt trời thường tạo ra 70-80% sản lượng điện định mức của chúng, chỉ đạt gần 100% trong tập hợp các điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn của ngành. (Chưa kể đến sương mù trên bầu trời vào thời điểm thử nghiệm, và đó là vào cuối năm)

4,46A bằng 71% của 6,26A, vì vậy phép đo này phù hợp với mong đợi.

Vì thế:

Bạn đã biết được cách kiểm tra các tấm pin mặt trời bằng đồng hồ vạn năng.

Bây giờ là lúc nói về cách kiểm tra cường độ dòng điện của tấm pin năng lượng mặt trời bằng đồng hồ kẹp. Đúng vậy — bạn sẽ học cách kiểm tra dòng điện mà tấm pin mặt trời của bạn đang tạo ra.

2. Cách kiểm tra Ampe của tấm pin năng lượng mặt trời bằng Ampe kìm

Đồng hồ kẹp, đôi khi được gọi là ampe kế, có thể đo mức dòng điện chạy qua dây dẫn. Bạn có thể sử dụng một cái để kiểm tra xem các tấm pin mặt trời của bạn có xuất ra số ampe dự kiến ​​hay không.

Đồng hồ kẹp giúp việc kiểm tra tấm pin năng lượng mặt trời cực kỳ nhanh chóng và thuận tiện vì bạn không phải ngắt kết nối các bảng của mình để kiểm tra chúng.

Những gì bạn cần

• Đồng hồ kẹp — Mua loại có thể đo dòng điện AC và DC; nhiều loại chỉ có thể đo dòng điện xoay chiều.
• Hệ thống bảng năng lượng mặt trời đang hoạt động — Phương pháp kiểm tra này giả định rằng bảng năng lượng mặt trời của bạn đã được kết nối với hệ thống của bạn và sản xuất điện năng. (Nếu của bạn không có, trước tiên hãy thiết lập nó)

Bước 1: Chuẩn bị Ampe kìm của bạn để đo cường độ dòng điện DC

Xoay mặt số của đồng hồ kẹp đến cài đặt ampe chính xác. Đối với hầu hết mọi người, đó sẽ là cài đặt cường độ dòng điện thấp nhất. Ví dụ: tấm pin mặt trời mà tôi đang thử nghiệm lần này – tấm pin mặt trời Renogy 100W 12V – chỉ tạo ra khoảng 5-6 ampe ở công suất tối đa, vì vậy tôi đã chuyển sang cài đặt 60A.

Một số đồng hồ kẹp mặc định đo dòng điện xoay chiều, vì vậy hãy chuyển sang chế độ dòng điện một chiều nếu cần. Bạn cũng có thể cần loại bỏ số đọc trước khi đo dòng điện một chiều.

Bây giờ đồng hồ kẹp của bạn đã sẵn sàng.

Bước 2: Đo dòng điện của tấm pin mặt trời

Mở các hàm của đồng hồ kẹp, đặt một trong các dây của tấm pin năng lượng mặt trời vào bên trong và đóng ngàm. Số liệu hiện tại của tấm pin năng lượng mặt trời sẽ hiển thị trên màn hình. Hãy nhớ số này. Tôi nhận được 5,24 ampe khi kiểm tra của tôi.

Đôi khi, tùy thuộc vào hướng của đồng hồ đo, bạn có thể nhận được số đọc dòng điện âm. Điều đó hoàn toàn bình thường, chỉ cần kẹp dây khác hoặc chỉ đồng hồ theo hướng ngược lại và sau đó kẹp lại dây.

Mẹo: Khi kiểm tra cường độ dòng điện của tấm pin năng lượng mặt trời bằng đồng hồ kẹp, không bao giờ kẹp nhiều dây cùng một lúc. Nếu bạn làm như vậy, bởi vì dòng điện chạy ngược chiều nhau, nó sẽ tự triệt tiêu và bạn sẽ nhận được chỉ số ampe bằng 0.

Bước 3: So sánh giá trị dòng điện của bạn với dòng điện tối đa của tấm pin

Nhìn vào nhãn ở mặt sau của tấm pin năng lượng mặt trời của bạn. Tìm dòng điện của tấm pin ở công suất tối đa, viết tắt là Imp. Nó cũng có thể được gọi là dòng hoạt động tối đa hoặc một cái gì đó tương tự. Trong ví dụ này, Imp được liệt kê trong tấm pin của tôi là 4,91 ampe.

So sánh Imp của tấm pin với cách đọc dòng điện của bạn. Số đọc dòng điện của bạn phải nằm trong phạm vi dòng điện của tấm pin ở công suất tối đa, nhưng không có nghĩa là nó phải giống hệt nhau. Dòng điện tôi đo được là 5,24 ampe và Imp của tấm pin của tôi là 4,91 ampe, vì vậy tôi biết tấm pin của mình đang hoạt động bình thường.

Nếu số liệu dòng điện của bạn thấp hơn đáng kể so với Imp của tấm pin, hãy thử cách sau và kiểm tra lại:

• Kiểm tra xem đồng hồ kẹp có được đặt thành cài đặt dòng điện một chiều và phạm vi cường độ dòng điện phù hợp không. Ngoài ra, hãy đảm bảo rằng, trước khi đo, bạn loại bỏ số đọc dòng điện một chiều, nếu cần.
• Đảm bảo rằng bạn chỉ kẹp một dây bằng đồng hồ của mình
• Đảm bảo tấm pin năng lượng mặt trời ở nơi có ánh sáng mặt trời trực tiếp, không có mây che nắng và không có bóng râm trên tấm pin
• Kiểm tra xem tấm pin năng lượng mặt trời có nghiêng về phía mặt trời không
• Làm sạch tấm pin năng lượng mặt trời
• Hãy chắc chắn rằng pin của bạn không được sạc đầy. Nếu pin gần hết hoặc được sạc đầy, bộ điều khiển sạc sẽ giảm công suất của tấm pin mặt trời. Nếu đúng như vậy, hãy xả pin một chút rồi thử lại.

Nếu bạn đã thử những cách trên mà tấm pin mặt trời của bạn vẫn xuất ra dòng điện ít hơn nhiều so với dự kiến, thì tấm pin mặt trời đó có thể đã bị hỏng.

Bạn có thể lặp lại các bước này cho tất cả các tấm pin mặt trời trong hệ thống của mình. Nếu bạn tìm thấy một tấm pin có dòng điện thấp hơn đáng kể so với Imp được liệt kê, bạn nên ngắt kết nối và chẩn đoán thêm tấm pin cụ thể đó.

3. Cách kiểm tra đầu ra của tấm pin mặt trời bằng bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời

Bạn cũng có thể kiểm tra các tấm pin mặt trời bằng cách kết nối chúng với bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời.

Sau khi kết nối, bạn có thể đo:

• Điện áp PV
• Dòng điện PV
• Công suất đầu ra tính bằng watt

Một số bộ điều khiển sạc giúp việc này dễ thực hiện hơn những bộ điều khiển khác.

Chẳng hạn, một số có màn hình LCD hiển thị các thông số kỹ thuật của hệ thống như dòng điện PV và điện áp PV mà bạn có thể sử dụng để tính công suất. Những người khác có thể được kết nối qua Bluetooth với điện thoại của bạn, nơi bạn có thể giám sát hệ thống của mình và đo đầu ra của hệ thống.

Và một số không có tính năng — chúng không thể cho bạn biết tấm pin mặt trời của bạn đang tạo ra bao nhiêu năng lượng. Tránh những cái này.

Những gì bạn cần

• Bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời — Mua bộ điều khiển hiển thị điện áp PV và dòng điện PV (ví dụ: Renogy Wanderer 10A ) hoặc có Bluetooth (ví dụ: Victron SmartSolar MPPT hoặc Renogy Wanderer 30A với Mô-đun Bluetooth Renogy BT-1 )
• Pin — ví dụ: pin axít chì 12V 33Ah này
• Pin để sạc cáp điều khiển
• Tấm pin năng lượng mặt trời để sạc cáp điều khiển

Bước 1: Kết nối Pin với Bộ điều khiển sạc

Kết nối pin và bộ điều khiển sạc của bạn.

Để thiết lập, tôi đã sử dụng Renogy Wanderer 10A, ắc quy axit chì 12V 33Ah này và một số cáp kết nối.

Bước 2: Kết nối tấm pin năng lượng mặt trời với Bộ điều khiển sạc

Tiếp theo, kết nối tấm pin năng lượng mặt trời của bạn với bộ điều khiển sạc.

Bước 3: Tính toán công suất đầu ra

Xoay vòng qua các màn hình hiển thị cho đến khi bạn tìm thấy điện áp PV. Của tôi là 15,2V.

Tiếp theo, tìm dòng điện PV. Của tôi là 4,5A.

Để tính toán công suất của tấm pin năng lượng mặt trời, chỉ cần nhân số vôn với số ampe để có được số watt :

15,2 vôn * 4,5 ampe = 68,4 watt

Tấm pin năng lượng mặt trời của tôi có công suất 68,4 watt. Không tệ cho một tấm pin mặt trời 100 watt vào một ngày tháng 11 đầy mây.

Nếu có bộ điều khiển sạc có Bluetooth, bạn cũng có thể sử dụng ứng dụng của thương hiệu để đo sản lượng tấm pin mặt trời từ điện thoại của mình.

Ví dụ: giả sử bạn đang sử dụng Renogy Wanderer 30A . Như bạn có thể thấy, nó không có màn hình LCD, vậy nên không có cách nào tính toán sản lượng của tấm pin mặt trời bằng cách nhìn vào nó.

Để tìm hiểu, chúng ta cần sử dụng Bluetooth. Một số bộ điều khiển sạc, chẳng hạn như Victron SmartSolar MPPT, có tích hợp Bluetooth.

Mặt khác, Wanderer 30A có một mô-đun Bluetooth tương thích mà bạn có thể mua, được gọi là Renogy BT-1. Tôi đã cắm BT-1 vào chiếc Wanderer 30A của mình và kết nối bộ điều khiển sạc với điện thoại của mình bằng ứng dụng Renogy DC Home.

Sau đó, tôi mở ứng dụng và có thể thấy một loạt thông số kỹ thuật của hệ thống, bao gồm cả công suất. Những đám mây kéo đến khi tôi đang thiết lập hệ thống này, vì vậy tấm pin mặt trời 100 watt của tôi chỉ phát ra 28 watt. (Đó là điển hình cho một tấm pin mặt trời 100 watt vào những ngày nhiều mây)

Sử dụng ứng dụng của bộ điều khiển sạc là cách yêu thích của tôi để đo đầu ra của tấm pin mặt trời. Nó thật tiện lợi. Theo tôi, Bluetooth chắc chắn là một nâng cấp đáng giá.

Ngoài ra, các ứng dụng như thế này sẽ tự động theo dõi quá trình sản xuất năng lượng mặt trời theo thời gian. Bây giờ chúng ta nói chuyện!

Nhưng:

Nếu bạn không thể đo sản lượng điện của tấm pin năng lượng mặt trời bằng bộ điều khiển sạc, đừng lo lắng.

Có một cách khác.

4. Cách đo đầu ra của tấm pin mặt trời bằng đồng hồ đo watt

Đây là đồng hồ đo watt (còn gọi là đồng hồ đo công suất):

Bạn có thể tìm thấy chúng với giá rẻ trên các trang thương mại điện tử. Kết nối một đường thẳng giữa tấm pin năng lượng mặt trời và bộ điều khiển sạc của bạn và nó sẽ đo điện áp, dòng điện, công suất, v.v.

Đây là cách sử dụng một cái.

Những gì bạn cần

• Bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời — ví dụ Renogy Wanderer 30A
• Pin — ví dụ: pin axít chì 12V 33Ah này
• Đồng hồ đo watt — Mua một chiếc có đầu nối MC4 được gắn vào hoặc chuẩn bị sẵn sàng để tự uốn chúng
• Pin để sạc cáp điều khiển
• Tấm pin năng lượng mặt trời để sạc cáp điều khiển

Bước 1: Kết nối Pin với Bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời

Kết nối pin và bộ điều khiển sạc.

Bước 2: Kết nối Đồng hồ đo Watt với Cáp bộ chuyển đổi

Kết nối trực tuyến đồng hồ đo watt với cáp bộ chuyển đổi bộ điều khiển sạc. Bạn có thể thấy tôi đã uốn các đầu nối MC4 ở một đầu và chiều dài của dây ở đầu kia.

Mẹo: Bạn có thể mua đồng hồ đo watt này với đầu nối MC4 nếu bạn không muốn phiền phức với đầu nối dây uốn.

Kết nối cáp bộ điều hợp (với đồng hồ đo watt) với bộ điều khiển sạc.

Bước 3: Kết nối tấm pin năng lượng mặt trời

Kết nối tấm pin năng lượng mặt trời với cáp bộ điều hợp bộ điều khiển sạc.

Bước 4: Đo công suất đầu ra

Đặt tấm pin năng lượng mặt trời bên ngoài dưới ánh sáng mặt trời trực tiếp. Sau khi bạn thực hiện, đồng hồ đo watt sẽ tự động bật và bắt đầu đo công suất đầu ra của tấm pin năng lượng mặt trời của bạn.

Vào thời điểm này trong ngày, mây vẫn ở đây nên đồng hồ đo watt của tôi đo được công suất đầu ra là 24,4 watt từ tấm pin mặt trời 100 watt của tôi.

Như trong ảnh, bạn cũng có thể sử dụng đồng hồ đo công suất để đo cường độ dòng điện của tấm pin mặt trời (1,86A) và điện áp (13,14V). Đồng hồ cũng đo tổng số watt giờ, một số liệu hữu ích để xem lượng điện mà tấm pin mặt trời của bạn tạo ra trong một ngày.

Lưu ý: Đồng hồ đo watt được đặt ở vị trí này sẽ tự động tắt khi bảng năng lượng mặt trời ngừng phát điện. Khi bật lại, tổng số sẽ được đặt lại về 0. Nếu bạn muốn ghi lại quá trình sản xuất năng lượng của tấm pin mặt trời theo thời gian, tôi khuyên bạn nên mua bộ điều khiển sạc có Bluetooth chẳng hạn như Victron SmartSolar MPPT .