Kwalifikacje w Zawodzie - Testy zawodowe online | Egzaminy Zawodowe

KWALIFIKACJA ELE11 - CZERWIEC 2018



PYTANIE NR 20.
Współczynnik wypełnienia FF panelu o charakterystyce widocznej na zamieszczonym wykresie wynosi
Ilustracja przedstawia wykres charakterystyki prądowo-napięciowej panelu fotowoltaicznego.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Współczynnik wypełnienia liczy się ze wzoru FF=(Ump·Imp)/(Uoc·Isc). Z wykresu odczytujemy Ump=19 V i Imp=1,75 A (punkt MPP) oraz Uoc=24 V i Isc≈1,88 A. Po podstawieniu: FF≈(19·1,75)/(24·1,88)≈0,74, więc taka wartość jest prawidłowa.

Pełne wyjaśnienie:

Współczynnik wypełnienia FF (Fill Factor) opisuje "prostokątność" charakterystyki prądowo‑napięciowej I‑V ogniwa lub modułu PV. Definiuje się go jako stosunek mocy maksymalnej do iloczynu parametrów granicznych:

FF = (Ump · Imp) / (Uoc · Isc)

  • Uoc – napięcie obwodu otwartego (punkt przecięcia krzywej z osią napięcia),
  • Isc – prąd zwarcia (punkt przecięcia krzywej z osią prądu),
  • Ump i Imp – napięcie i prąd w punkcie mocy maksymalnej MPP (w "kolanie" krzywej).

Z wykresu odczytujemy: Uoc=24 V, Ump=19 V, Imp=1,75 A oraz Isc≈1,88 A (nieco poniżej 2 A). Najpierw obliczamy moc w MPP: Pmp=Ump·Imp=19·1,75=33,25 W. Następnie liczymy moc "idealnego prostokąta": Uoc·Isc=24·1,88=45,12 W. Stosunek daje FF≈33,25/45,12≈0,74.

Dlaczego pozostałe wartości są błędne? Zbyt niska wartość (np. 0,65) oznaczałaby wyraźnie "gorsze" kolano krzywej lub większe straty (rezystancje, upływy) niż wskazuje wykres. Zbyt wysokie (0,78–0,83) wymagałyby większego pola prostokąta MPP, czyli wyższego Ump lub Imp przy tych samych Uoc i Isc, czego na wykresie nie ma. Typową pułapką jest też zamiana Isc z Imp – Isc powinien być większy od Imp, bo prąd maleje wraz ze wzrostem napięcia.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Co to jest współczynnik wypełnienia FF w fotowoltaice?
FF (Fill Factor) to miara "prostokątności" krzywej I‑V ogniwa/modułu PV. Definiuje się go jako stosunek mocy maksymalnej (w punkcie MPP) do iloczynu Uoc i Isc: FF=(Ump·Imp)/(Uoc·Isc). Im wyższy FF, tym lepsza jakość elektryczna.
Jak obliczyć FF z wykresu charakterystyki I‑V?
Z wykresu odczytaj cztery wartości: Uoc (przecięcie z osią U), Isc (przecięcie z osią I), oraz Ump, Imp w punkcie MPP (kolano krzywej). Następnie podstaw do wzoru FF=(Ump·Imp)/(Uoc·Isc) i zaokrąglij wynik.
Dlaczego Isc jest większe od Imp na krzywej I‑V?
Isc to prąd przy napięciu 0 V (zwarcie), czyli maksymalny prąd, jaki może dać moduł. Gdy napięcie rośnie w stronę MPP, prąd zwykle maleje, więc Imp (w MPP) musi być mniejsze od Isc. Jeśli wychodzi odwrotnie, zwykle oznacza błąd odczytu.
Co oznaczają Uoc, Isc, Ump i Imp w fotowoltaice?
Uoc to napięcie obwodu otwartego, Isc to prąd zwarcia, Ump i Imp to napięcie i prąd w punkcie mocy maksymalnej MPP. Te cztery parametry opisują skrajne i optymalne warunki pracy modułu PV i są używane m.in. do wyznaczania FF.
Kiedy FF jest niski i co to może oznaczać w praktyce?
Niski FF często wskazuje na dodatkowe straty: zwiększoną rezystancję szeregową, prądy upływu lub defekty strukturalne ogniw. W praktyce serwisowej spadek FF w pomiarach I‑V może sugerować degradację modułu, problemy z połączeniami lub uszkodzenia, nawet gdy Uoc i Isc nie zmieniły się znacząco.
Jak punkt MPP jest widoczny na wykresie I‑V?
Punkt MPP leży w tzw. kolanie krzywej I‑V: to miejsce, gdzie przejście z obszaru prawie stałego prądu do spadku prądu jest najsilniejsze. Graficznie odpowiada mu prostokąt o bokach Ump i Imp o największym polu mieszczący się pod krzywą.
Czy FF zależy od temperatury i nasłonecznienia modułu PV?
Tak. FF zmienia się wraz z warunkami pracy: temperaturą, natężeniem promieniowania i stanem modułu. W typowej eksploatacji wzrost temperatury ogniw zwykle pogarsza parametry pracy i może obniżać FF. Dlatego porównania FF powinno się wykonywać w porównywalnych warunkach lub po przeliczeniach do warunków odniesienia.
Jakie błędy najczęściej popełnia się przy liczeniu FF na egzaminie?
Najczęstsze pomyłki to: mylenie Isc z Imp, odczyt MPP w złym miejscu (nie w kolanie), nieuwzględnienie obu iloczynów we wzorze (liczenie tylko Ump·Imp) oraz zgrubny odczyt skali. Pomaga zapisanie wzoru i sprawdzenie, czy Isc>Imp oraz Uoc>Ump.
Jaka jest różnica między FF a sprawnością modułu PV?
FF opisuje kształt krzywej I‑V i straty wewnętrzne (jakość elektryczną), a sprawność mówi, jaka część energii promieniowania zamienia się w energię elektryczną. Moduł może mieć podobną sprawność, ale różny FF (np. przez inne straty rezystancyjne), dlatego to różne, choć powiązane parametry.
Jak szybko sprawdzić, czy wynik FF jest realistyczny?
Najpierw kontrola logiczna: musi wyjść mniej niż 1, bo Ump<Uoc i Imp<Isc. Następnie porównanie z typowymi zakresami technologii (krzem zwykle wyżej niż cienkowarstwowe). Jeśli wynik odbiega mocno, wróć do odczytu Ump/Imp i Isc/Uoc z osi.
info

Około 53% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. trudne

Eksperci podkreślają: "Współczynnik wypełnienia liczy się ze wzoru FF=(Ump·Imp)/(Uoc·Isc)."

Źródła:

  • PVeducation.org, "Fill Factor" (definicja FF i interpretacja krzywej I-V), https://www.pveducation.org/pvcdrom/solar-cell-operation/fill-factor - dostęp 2026-03-01
  • Wikipedia, "Fill factor (solar cell)" (wzór FF i opis parametrów Uoc, Isc, MPP), https://en.wikipedia.org/wiki/Fill_factor_(solar_cell) - dostęp 2026-03-01
  • IEC 61215 (standard kwalifikacji projektowej i zatwierdzenia typu dla modułów PV krzemowych) – odniesienie do testowania i parametrów modułów, wydanie aktualne (tytuł normy IEC)

Materiały:

  • Materiały dydaktyczne o charakterystyce I‑V i punkcie MPP w fotowoltaice
  • Ćwiczenia rachunkowe: obliczanie mocy i parametrów z wykresów
  • Dokumentacja techniczna (karty katalogowe) modułów PV: interpretacja Uoc, Isc, Ump, Imp
Zobacz też:

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego