Ik wil advies

De gezondheid van de panelen controleren met een analyse van de ‘I-V curve’

Wat houdt dat in en hoe interpreteer je die?

De gezondheid van de panelen controleren met een analyse van de ‘I-V curve’

De zogenaamde I-V curve diagnose is een soort gezondheidscheck van een PV systeem. De vorm van de grafiek geeft aan hoe het met de panelen is gesteld: is er sprake van vervuiling of schaduw, of misschien van een kapot paneel. We leggen uit hoe dit werkt.

Hessel van den Berg
06 november 2022

Waarschuwing vooraf: dit artikel is vooral interessant voor zonnepanelen-geeks! Want een I-V curve diagnose is voor de meeste mensen een veel te ingewikkelde materie. Maar aangezien de nieuwste SMA omvormers de mogelijkheid bieden om zo’n diagnose uit te voeren, willen we toch graag uitleggen wat het precies inhoudt: voor de liefhebber dus.

De I-V curve geeft de relatie weer tussen I (stroom, in Ampère (A)) en V (spanning, in Volt (V)) voor een zonnepaneel of een reeks zonnepanelen in serie (een ‘string’). Op de Y-as staat de stroom (I), en op de X-as de spanning (V). De lijn ziet er over het algemeen ongeveer zo uit:

De normale vorm van de I-V curve

De normale vorm van de I-V curve

De lijn snijdt de Y-as op de plek waar de spanning 0 Volt is. Dat is het geval wanneer er tussen de + en de — kant van de string geen enkel spanningsverschil is, bijvoorbeeld wanneer de beide uiteinden van de string aan elkaar zijn verbonden; op dat moment is de string kortgesloten, en stroomt er door de string de maximaal mogelijke stroom: de kortsluitstroom (of ISC, van Short Circuit). In de bovenstaande grafiek is dat 14 Ampère.

Het snijpunt met de X-as is de plek waar de stroom 0 Ampère is. Dat is bijvoorbeeld het geval wanneer de twee uiteinden van de string nergens aan verbonden zijn: er kan geen stroom lopen. Op dat moment is de spanning tussen de + en de — kant gelijk aan de ‘open-klem-spanning’ oftewel VOC (van Open Circuit). In bovenstaande grafiek is dat iets meer dan 450 Volt.

Tussen deze twee uitersten is het mogelijk om voor elke spanning de bijbehorende stroom te meten, bij gelijkblijvende omstandigheden (d.w.z. dat de zon-instraling en de temperatuur gelijk blijven gedurende deze metingen). Zo kunnen we de gehele grafiek uittekenen.

Het vermogen (P, van Power, uitgedrukt in Watt (W)) dat de string kan opwekken, is gelijk aan het product van stroom en spanning, volgens de formule P = V x I . Bij de beide snijpunten van de grafiek met de X- en Y-as is dit vermogen gelijk aan nul. Maar daartussenin kan voor het vermogen ook een curve worden getekend, met een duidelijke piek. Deze piek is het ‘punt van maximaal vermogen’ oftewel Maximum Power Point (MPP). De functie van de MPP-tracker in de omvormer of optimizer is om voortdurend te zoeken naar dit MPP: op die manier halen we altijd het maximaal mogelijke uit de zonnepanelen.

De rode lijn is het vermogen (P), oftewel het product van stroom (I) en spanning (V). Er is een duidelijke piek: het MPP punt

De rode lijn is het vermogen (P), oftewel het product van stroom (I) en spanning (V). Er is een duidelijke piek: het MPP punt

Maar buiten het vinden van het MPP-punt, kan de I-V curve ons ook heel wat informatie geven over de gezondheid van de string. Een goed functionerende string die lekker in de zon ligt, zal de ideale vorm vertonen zoals in bovenstaande plaatjes. Maar een I-V curve die afwijkt van dat ideaalbeeld, kan een aanwijzing zijn dat er iets aan de hand is.

We geven een paar voorbeelden:

Schaduw

I-V curve van een string met gedeeltelijke schaduw

I-V curve van een string met gedeeltelijke schaduw

In deze grafiek zien we dat de stroom in het begin hoog is, maar vervolgens naar beneden stort vanaf een bepaalde spanning. Dit is een typisch beeld bij schaduw op 1 of een paar panelen. 

Vervuiling

Deze I-V curve duidt mogelijk op vervuiling van een aantal panelen

Deze I-V curve duidt mogelijk op vervuiling van een aantal panelen

In deze grafiek zien we dat de stroom al bij een relatief lage spanning afneemt, maar dat deze afname niet zo drastisch is als in de voorgaande grafiek. Hier zou sprake kunnen zijn van wat vervuiling op de panelen, bijvoorbeeld een laag van aanslag aan de randen van de panelen.

PID

Bij PID krijgt de I-V curve een iets afgeplatte vorm

Bij PID krijgt de I-V curve een iets afgeplatte vorm

Verschijnselen als Potentiaal Induced Degradation (PID) zorgen voor een voortijdige degradatie van de panelen. Het gevolg is dat de I-V curve een beetje afgeplat wordt, zoals hierboven. De MPP spanning schuift naar links, terwijl de open-klem-spanning min of meer gelijk blijft. 

Aan de hand van zo’n I-V curve analyse kan er dus wel het één en ander aan het licht komen over de gezondheid van de string. Daarom kan het handig zijn om zo’n analyses uit te voeren. De nieuwste SMA Sunny Boy omvormers met een firmware versie groter dan 4.0 bieden die optie. Het gaat om een nog beperkte groep; alleen de SB3.0 t/m 5.0-1AV-41 die recent zijn geïnstalleerd, beschikken over deze functie. Voor een aantal overige omvormers zou dit met een toekomstige firmware-update (die automatisch plaatsvindt via Sunny Portal) ook het geval kunnen worden.

Hoe voeren we de I-V curve analyse uit?

U kunt de I-V curve analyse alleen uitvoeren wanneer u in de omvormer bent ingelogd. Om in te loggen moeten u eerst in de User Interface van de omvormer terecht komen. Er zijn meerdere methoden om dat te doen. Eén daarvan staat beschreven in onze FAQ over het wijzigen van het WiFi wachtwoord. Een andere methode is via de SMA Energy App: Open de app, klik op ‘Instellingen’ rechts onderin, en scroll naar ‘Snelle Toegang via QR-code’. Klik daarop, en scan vervolgens de QR-code op de omvormer: U komt dan meteen terecht in de User Interface.

Sommige omvormers hebben geen WiFi: in dat geval kunt u de User Interace oproepen via het IP-adres dat de omvormer heeft gekregen van uw internet router.

In de User Interface kunt u inloggen in de omvormer. Het installateurswachtwoord is meestal uw postcode met hoofdletters, gevolgd door _zf, dus bijvoorbeeld: 1234AB_zf . Eenmaal ingelogd, kunt u klikken op ‘diagnose’. Hier vindt u de optie ‘start nieuwe meting’:

Klik op 'diagnose' rechtsboven en vervolgens op 'start nieuwe meting'

Klik op 'diagnose' rechtsboven en vervolgens op 'start nieuwe meting'

Wanneer u de meting uitvoert, krijgt u vervolgens voor elke MPP tracker de I-V curve te zien, zoals in dit voorbeeld:

Resultaat van een I-V curve meting op een omvormer met twee aparte strings

Resultaat van een I-V curve meting op een omvormer met twee aparte strings

Moet u nou zo’n I-V curve analyse uitvoeren?

De I-V curve analyse is een leuk nieuw stukje gereedschap, maar in het algemeen is het niet zinvol om deze spontaan uit te voeren. De beste manier om te controleren dat uw zonnepanelen werken, is om te kijken naar de opbrengst. Elke maand schrijven we het ‘zonnepanelenweer' met de gemiddelde zon-uren van de afgelopen maand. Als uw opbrengst zo’n beetje overeenkomt met de verwachting, dan is alles in orde. Het gebeurt eigenlijk maar zelden dat er met een installatie echt iets mis is, dat niet al vanzelf zou blijken uit een rood lichtje of een foutmelding. De I-V curve analyse wordt dan ook meestal alleen uitgevoerd door specialisten die op zoek zijn naar specifieke problemen, bijvoorbeeld in grote commerciële zonneparken.

Toch is het voor de liefhebber wellicht leuk om eens met zijn of haar installatie te ‘spelen’, en te kijken wat er allemaal mogelijk is. Nog een paar tips: de I-V curve analyse heeft eigenlijk alleen maar zin wanneer het echt flink zonnig is, anders is de uitslag moeilijk te interpreteren. En let op: terwijl de I-V curve analyse wordt uitgevoerd, produceert uw systeem geen energie! Daarom zou het zonde zijn om constant maar deze analyses in gang te zetten. Meer informatie over de I-V curve diagnose vindt u in dit document van SMA.

Weten wat bij u mogelijk is?

Vraag vrijblijvend advies aan
Advies aanvragen

Gerelateerd nieuws

Nieuws berichten
2022-03-03
De storm heeft bij sommige klanten onverwacht een fout in de meterkast aan het licht gebracht. Bij hen bleek de aardlekbeveiliging uit te vallen, terwijl daar geen aanleiding toe was. Soms bleek een vernieuwde meterkast de oorzaak te zijn: we leggen uit hoe het zit.

lees meer ›
2021-12-06
Steeds vaker klinkt vanuit de netbeheerders de waarschuwing dat ons stroomnet ‘vol’ begint te raken met alle hernieuwbare energie. Eén slimme oplossing is het combineren van zonneparken met windturbines. Hoe werkt dat?

lees meer ›
2021-06-07
Afgelopen week verscheen een bericht van het Agentschap Telecom, dat een oogje houdt op de toestand van de 'digitale infrastructuur’ van ons land. Hierin werd gewezen op storingen in het cruciale C2000 netwerk van de hulpdiensten. Oorzaak zouden zonnepaneelinstallaties zijn. Hoe zit dat?

lees meer ›