若要分析光電系統的 I-V 曲線，請使用 I-V 曲線追蹤工具，對測得曲線與標準或預測曲線進行比較，並考量陰影或溫度等環境影響。
「PV 陣列故障排除流程圖」是一項全方位指南，結合豐富的現場經驗、PV 模組可靠性文獻綜述，及美國國家再生能源實驗室 (NREL) 的專家意見開發而成。Fluke Solmetric PVA-1500 等 I-V 曲線追蹤工具提供詳盡洞察見解，有助於識別光電系統硬體的效能問題。然而，陰影、髒污、輻照度、溫度和測量技術等因素，都可能提高 PV 效能測量的困難度。
下載流程圖指南
此處顯示本文討論的六種 I-V 曲線偏差類型。偏差是依照我們在流程圖中的考量順序加以編號。
擷取適用的 I-V 曲線
首先，請確認測試是否傳回適用的 I-V 曲線。如果沒有傳回，請確認測試導線是否正確連接。若已正確連接，則電源電路可能未完整閉合。請檢查確認已安裝串聯保險絲；若已安裝，請檢查保險絲導通性。如果檢查後串聯保險絲沒有問題，則問題可能出在電源電路佈線。在測試故障模組之前，您可能需要檢查是否有開路模組互連，並尋找損壞跡象，例如燒痕。
在罕見的情況下，測試傳回的 I-V 曲線會呈現狹窄的垂直間斷或向下的尖峰。原因可能是間歇性電氣互連，例如遭推擠的測試導線，或是不當壓接的中接管端子。如果間歇連接位於 PV 電源電路，請隔離電路並進行必要的維修。
正常曲線形狀及效能
對於現場校能問題，會需要可供比較的標準，通常是以模組銘牌資料或相鄰電路測量值為依據。Fluke Solmetric PVA-1500 這類 I-V 曲線追蹤工具可使用軟體預測標準測試條件下的效能特性，並針對現場條件進行調整。若 I-V 曲線形狀正常且校能係數介於 90% 和 100% 之間，通常表示 PV 電源電路或模組運作正常。
辨識 I-V 曲線偏差
I-V 曲線可能發生若干類型偏差，各有多種可能的原因。這些偏差可能包括曲線出現階狀或缺口，表示有陰影或電池損壞等問題，導致電流錯配的狀況。
1. 階狀 I-V 曲線
第一種偏差類型是 I-V 曲線的缺口或階狀，與測試電路的電流錯配有關。旁路二極體啟動並使電流通過較弱或接收較少光線的電池時，就會使曲線出現階狀特徵。階狀數目和寬度因陰影的密度和範圍而有所不同。電流錯配的成因眾多，包括不均勻的髒污、局部陰影、電池或電池串組受損或旁路二極體短路。
2. 低短路電流
在其他方面正常的 I-V 曲線中，低於預期的 Isc 值可能是由操作員失誤、輻照度測量不佳、陰影或髒污，或模組效能問題所導致。由於您可能有辦法解決部分問題，因此在故障排除流程圖規劃中，會優先處理上述第二種偏差。
3. 低開路電壓
故障排除流程圖中的第三種偏差類型是低 Voc。錯誤的電池溫度測量最有可能造成低 Voc。此外在特定測試情況下，陰影可能會使 Voc 降低，而硬體問題也是可能的原因。但由於在所有 PV 模組參數中，開路電壓的老化速率最低，因此判定電池劣化與低 Voc 之間的因果關係前，您應先考量其他原因。
4. 更圓的曲折點
比預期更圓的曲折點是第四種 I-V 曲線偏差類型的特性。通常很難判斷更圓的曲折點區域是否明確屬於 I-V 曲線問題，或是因曲線斜率變化所造成的錯覺。更圓的曲折點本身很可能是正在老化的跡象。您必須重新測試並監控電路一段時間，以識別並追蹤趨勢。
5. 低電壓比
低於預期的 I-V 曲線垂直線段斜率，是第五種 I-V 曲線偏差類型的特徵。若要偵測此狀況，您可以目視比較測得與預測曲線，或比較一系列串組測量數據的電壓比值 (前提是曲線未因錯配效應而出現階狀)。電壓比計算方式：VMP ÷ VOC。電壓比是一項極佳指標，可用於識別 I-V 曲線垂直線段斜率異常的串組。
6. 低電流比
最後，高於預期的 I-V 曲線水平線段的斜率，則是第六種 I-V 曲線偏差類型的特徵。若要偵測此狀況，您可以目視比較測得與預測曲線，或比較一系列串組測量數據的電流比值，(前提是曲線未因錯配效應而出現階狀)。電流比計算方式：IMP ÷ ISC 電流比是一項極佳指標，可用於識別 I-V 曲線水平線段斜率異常的串組。在尋找硬體問題之前，請先排除陰影、髒污和輻照度測量錯誤。
使用 I-V 曲線追蹤工具排除故障
Fluke Solmetric PVA-1500 這類 I-V 曲線追蹤工具可發揮重要功能，有效排除 PV 系統故障，不僅提供詳細資料以供辨識問題，也有助於長期記錄和監控系統效能。
若要有效排除 PV 系統故障，必須全面瞭解硬體和環境因素。透過 Fluke Solmetric PVA-1500 等進階工具，同時遵循結構化方法，可大幅提高診斷和解決光電系統效能問題的準確性和效率。