Fakulta elektrotechnická

České vysoké učení technické v Praze

ČVUT v Praze

Fotovoltaika

Katedra elektrotechnologie
Technická 2
166 27 Praha 6
tel. 224 352 163
http://pasan.feld.cvut.cz/

Kdo jsme?

Vítězslav Benda
Je vedoucím skupiny fotovoltaiky na katedře elektrotechnologie. Zabývá se problematikou fyziky, konstrukce a technologie fotovoltaických článků, diagnostiky polovodičových článků a problematikou optimalizace fotovoltaických systémů. Je školitelem doktorandů v oblasti fotovoltaiky a vede bakalářské a diplomové práce z oblasti fotovoltaiky. V rámci svého pedagogického působení přednáší předměty Systémy pro využití sluneční energieFotovoltaické systémy (v češtině i angličtině).Zároveň je odborným garantem akreditované Laboratoře diagnostiky fotovoltaických systémů.

Ladislava Černá
Zabývá se diagnostikou fotovoltaických systémů s využitím profesionálního testeru PV modulů PASAN Sun Simulator 3c, termografie, elektroluminiscence a také méně běžných měřicích metod. Vede akreditovanou Laboratoř diagnostiky fotovoltaických systémů.

Pavel Hrzina
Zabývá se diagnostikou fotovoltaických systémů, analýzou jejich výtěžnosti a možnostmi jejich efektivního provozu. Dále se zabývá spojením fotovoltaiky s akumulací energie v elektrochemických zdrojích. Zároveň plní funkci manažera kvality a metrologa akreditované Laboratoře diagnostiky fotovoltaických systémů.

Tomáš Finsterle
Zabývá se diagnostikou fotovoltaických systémů, zejména problematikou degradace tenkých vrstev a méně běžnými měřicími metodami.

Jakub Holovský
Zabývá se optickým modelováním a měřením optických vlastností nových tenkovrstvých materiálů. Vyvíjí specializované metody pro měření voltampérových charakteristik tandemových článků nebo pro měření infračervených spekter povrchových stavů křemíkových desek. Působí také ve Fyzikálním ústavu AVČR v. v. i.

Martin Molhanec
Zabývá se aplikovanou informatikou a modelováním informačních systémů. V rámci skupiny se specializuje na realizaci webového rozhraní pro zobrazení naměřených dat. Zabývá se také možnostmi identifikace rizik PV systémů pomocí FMEA, FTA a ontologií.

Peter Pikna
Zabývá se fyzikou tenkovrstvých polykrystalických křemíkových PV článků, optimalizací pasivačního procesu pomocí užití vodní páry za účelem snížení nákladů na jejich výrobu. Externě působí na Akademii věd.

Jakým výzkumem se zabýváme

Diagnostika fotovoltaických článků

  • LBIV (Light Beam Induced Voltage) - skenování vrstev PV článků pro zjištění defektů pomocí lokálního ozáření monochromatickým světlem o různé vlnové délce.
  • Měření VA charakteristik a parametrů PV článků za různých podmínek na profesionálním testeru článků PASAN IIb.
  • Vyhodnocování teplotních závislostí charakteristik PV článků (osvětlených i neosvětlených).
  • Měření střídavých parametrů PV článků.

Diagnostika fotovoltaických modulů

  • Měření VA charakteristik a parametrů PV modulů při různých intenzitách záření na profesionálním testeru modulů PASAN Sun Simulator IIIc.

    Obrázek 1: Pasan Sun Simulator 3c
  • Měření PV modulů s využitím detekce rekombinačního záření - elektroluminiscence. K měření je využíván profesionální tester GSola a také speciální kamera s chlazeným InGaAs detektorem. Metoda je používána za účelem detekce poruch.

    Obrázek 2: Elektroluminiscenční snímek poškozeného PV modulu
  • Měření PV modulů s využitím detekce rozložení teplotního pole na povrchu PV modulu - termografie. Metoda je používána za účelem detekce poruch.

    Obrázek 3: Termogram poškozeného PV modulu

Výzkum nových metod a materiálů . ve spolupráci s Fzú AVČR v.v. i.

  • Studium optických vlastností tenkých vrstev moderních materiálů pro fotovoltaiku (amorfní a polykrystalické vodivé oxidy, perovskity, oxidy křemíku) metodou Fototermální deflekční spektroskopie a Fourierovské fotovodivostní spektroskopie.
  • Studium povrchu křemíku pomocí spektroskopie monoatomické terminující vrstvy vodíku metodou Infračervené spektroskopie v režimu Attenuated Total Reflectance
  • Vývoj metod měření voltampérových křivek jednotlivých komponent tandemového článku metodou variabilního přisvětlení.

K čemu to je

Diagnostika fotovoltaických systémů poskytuje informace o chování PV systémů v reálných i simulovaných podmínkách. Při pravidelné diagnostice je možné optimalizovat chod PV systému, elektrárny a zajistit tak jeho delší životnost i výtěžnost.

Oblast diagnostiky fotovoltaických článků přináší informace o vlivu konstrukce a technologie článků na výsledné charakteristiky a parametry. Získané informace tvoří zpětnou vazbu pro výrobce a přispívají ke zkvalitnění výroby fotovoltaických článků.

Oblast monitorování provozu fotovoltaického systému prohlubuje znalosti o chování PV systému v reálných podmínkách a přispívá k optimalizaci provozu.

Na čem konkrétně pracujeme

  • Vývoj diagnostických metod pro mezioperační kontrolu při výrobě fotovoltaických článků.
  • Vzájemné porovnání diagnostických metod.
  • Studium vlivu rekombinačních center na parametry fotovoltaických článků.
  • Měření homogenity rychlosti rekombinace v jednotlivých vrstvách PV článků.
  • Analýza teplotní závislosti jednotlivých parametrů PV článků.
  • Studium vlivu intenzity záření na parametry PV modulů.
  • Realizace simulovaného PV systému.
  • Zkvalitnění on-line monitorování provozu PV systému při začlenění meteorologických dat do souboru sledovaných parametrů.
  • Vyhodnocování vlivu provozních podmínek na výkon a účinnost PV systému.
  • Zobrazování provozních veličin demonstračního fotovoltaického systému on-line na Internetu.

S kým spolupracujeme

  • ZAE Bayern (Německo)
  • UCEEB
  • Aalborg University (Dánsko) - spolupráce v rámci programu ERASMUS
  • TEI Patra (Řecko) - spolupráce v rámci programu ERASMUS
  • EPFL PV-Lab Neuchâtel (Švýcarsko)
  • PVMD TU Delft (Nizozemsko)
  • Fill factory s.r.o. Rožnov pod Radhoštěm
  • Decci a.s.
  • TÜV SÜD Czech, s.r.o.
  • Česká fotovoltaická průmyslová asociace

Vybrané publikace

  • Černá, L. - Hrzina, P. - Černek, P. - Benda, V. - Štěpánek, M.: Termografie ve fotovoltaice. Energetika. 2014, roč. 64, č. 8-9, s. 440-442. ISSN 0375-8842.
  • Pikna, P. - Píč, V. - Benda, V. - Fejfar, A.: ANNEALING OF POLYCRYSTALLINE THIN FILM SILICON SOLAR CELLS IN WATER VAPOUR AT SUB-ATMOSPHERIC PRESSURES. Acta Polytechnica. 2014, vol. 54, no. 5, p. 341-347. ISSN 1210-2709.
  • Benda, V.: Crystalline silicon cells and modules in present photovoltaics. Journal of Engineering Science and Technology Review [online]. 2014, vol. 7, no. 2, p. 7-15. ISSN 1791-9320.
  • Černá, L. - Černek, P. - Hrzina, P. - Benda, V.: Using Measurement of AC Parameters for CIGS PV Modules Degradation Studying. In 2014 29th INTERNATIONAL CONFERENCE ON MICROELECTRONICS - PROCEEDINGS. Piscataway: IEEE - Electron Devices Society, 2014, p. 307-310. ISBN 978-1-4799-5295-3.
  • Benda, V.: Photovoltaics towards Terrawatts .Progress in Photovoltaic Cells and Modules. In ISPS'14 Proceedings. Prague: CTU, 2014, p. 117-126. ISBN 978-80-01-05555-7.
  • Černá, L. - Černek, P. - Hrzina, P. - Benda, V.: Diagnostics of PV Modules Using Time Domain Reflectometry. Transaction on Electrical Engineering [online]. 2013, vol. 2, no. 4, p. 106-108. ISSN 1805-3386.
  • Molhanec, M.: Model based FMEA method for solar modules. In 36th International Spring Seminar on Electronics Technology. New York: IEEE, 2013, p. 183-188. ISSN 2161-2528.ISBN 9781479900343.
  • Benda, V.: Photovoltaic Cell and Modules Theory and Technology (Chapter IV). In Renewable Energy Systems: Theory, Innovations and Intelligent Applications. Hauppauge NY: Nova Science Publisher, Inc., 2013, p. 287-345. ISBN 978-1-62417-741-5.
  • Černá, L. - Černek, P. - Hrzina, P. - Benda, V.: DIAGNOSTIKA FOTOVOLTAICKÝCH MODULŮ S VYUŽITÍM STŘÍDAVÝCH METOD MĚŘENÍ. In Sborník příspěvků z 8.ČFVK. 2013, .
  • Černá, L. - Hrzina, P. - Benda, V.: Diagnostika fotovoltaických modulů. Alternativní energie. 2012, roč. 15, č. 4, s. 1-4. ISSN 1212-1673.
  • Wolf, P. - Benda, V.: Identification of PV solar cells and modules parameters by combining statistical and analytical methods. Solar Energy. 2013, vol. 93, p. 151-157. ISSN 0038-092X.
  • Wolf, P. - Kuřík, O. - Benda, V.: Fotovoltaický systém pro ohřev užitkové vody. Energetika. 2012, roč. 62, č. 12, s. 695-698. ISSN 0375-8842.
  • Benda, V.: State of art and future trends in photovoltaic cells and modules. Journal of Engineering Science and Technology Review [online]. 2012, vol. Volume 5, no. 4, p. 1-8. Internet: http://www.jestr.org/. ISSN 1791-9320.
  • Černá, L. - Benda, V. - Macháček, Z.: A Note on Irradiance Dependence of Photivoltaic Cell and Module Parameters. In Proceedings MEIL 2012. Piscataway: IEEE, 2012, p. 273-276. ISBN 978-1-4673-0235-7.
  • Benda, V. - Matuška, T.: Energie ze Slunce. In Obnovitelné zdroje energie. Praha: Profi Press, 2012, s. 82-113. ISBN 978-80-86726-48-9.
  • Benda, V.: Photovoltaic Cells and Modules - State of Art and Future Trends. In Proceedings of the Sixth Global Conference on Power Control and Optimization. New York: American Institute of Physics, 2012, p. 6-14. ISSN 0094-243X.ISBN 978-0-7354-1113-5.
  • Černá, L. - Hrzina, P. - Benda, V.: Diagnostika fotovoltaických modulů. In 7. Česká fotovoltaická konference - Sborník příspěvků. Rožnov pod Radhoštěm: Czech RE Agency, o.p.s., 2012, s. 1-5. ISBN 978-80-260-2232-9.
  • Wolf, P. - Kuřík, O. - Benda, V.: Fotovoltaický systém předávající výkon do odporové zátěže. In Nekonvenční zdroje elektrické energie. Praha: Česká elektrotechnická společnost, 2012, s. 44-50. ISBN 978-80-02-02372-2.
  • J. Holovský, M. Schmid, M. Stuckelberger, M. Despeisse, C. Ballif, A. Poruba, and M. Vaněček, Time evolution of surface defect states in hydrogenated amorphous silicon studied by photothermal and photocurrent spectroscopy and optical simulation, Journal of Non-Crystalline Solids, 358 (2012) 2035-3038
  • J. Holovský, M. Bonnet-Eymard, M. Boccard, M. Despeisse, C. Ballif, Variable light biasing method to measure component I-V characteristics of multi-junction solar cells , Solar Energy Materials and. Solar Cells 103 (2012) 128 - 133.
  • J. Holovský, M. Bonnet-Eymard, G. Bugnon, P. Cuony, M. Despeisse, C. Ballif , Measurement of the open circuit voltage of individual sub-cells in a dual-junction solar cell IEEE J. Photovoltaics 2 (2012) 164 - 168.
  • Černá, L. - Macháček, Z. - Benda, V.: Determination of recombination centers in c-Si solar cells from dark I-V characteristics. In 34th International Spring Seminar on Electronics Technology. Košice: Technical University of Košice, 2011, p. 172-175. ISBN 978-1-4577-2111-3.
  • Benda, V.: PHOTOVOLTAIC CELLS AND MODULES - STATE OF ART AND FUTURE TRENDS. In Fifth Global Conference on Power Control and Optimization. Kuala Lumpur: National Library of Malaysia, 2011, . ISBN 978-983-44483-4-9.
  • J. Holovský, Fourier Transform Photocurrent Spectroscopy on Non-Crystalline Semiconductors, Fourier Transforms - New Analytical Approaches and FTIR Strategies, Goran Nikolic (Ed.), ISBN: 978-953-307-232-6, InTech, (2011)
  • Hrzina, P.: Systém pro testování akumulátorových baterií. [Funkční vzorek]. 2011.
  • Černá, L. - Kuřík, O. - Benda, V.: Zařízení pro měření neosvětlených fotovoltaických článků. [Funkční vzorek]. 2010.
  • Benda, V. - Macháček, Z.: A Note on Parameters of Photovoltaic Cells in Dependence on Irradiance and Temperature. In Proceeding MedPower 2010. Nicosia: IET Cyprus LN, 2010, p. 206-209. ISBN 9781617823114.
  • Černá, L. - Macháček, Z. - Benda, V.: Fotovoltaické pracoviště na ČVUT-FEL. In Sborník příspěvků z 5. České fotovoltaické konference. Rožnov pod Radhoštěm: Czech RE Agency o.p.s., 2010, s. 55.
  • Macháček, Z. - Benda, V. - Bušek, D.: Diagnostics of photovoltaic power plant operating. In Proceeding MedPower 2010. Nicosia: IET Cyprus LN, 2010, p. 528-531. ISBN 9781617823114.
  • Salinger, J. - Benda, V. - Macháček, Z.: Determination of Recombination Centres in c-Si Solar Cells from Dark I-V Characteristics. In 27th International Conference on Microelectronics Proceedings. Niš: University of Nis, 2010, vol. 1, p. 149-151. ISBN 978-1-4244-7198-0.
  • Wolf, P. - Smejkalová, I. - Benda, V.: Optimal Design of Photovoltaic Power Plants in Relation to System Cost-Effectiveness. In Global Green Techies Forum &Exhibition 2010. Amman: Jordanian Renewable Energy Society, 2010, p. 16.
  • J. Holovský, U. Dagkaldiran, Z. Remeš, A. Purkrt, T. Ižák, A. Poruba, and M. Vaněček Fourier transform photocurrent measurement of thin silicon films on rough, conductive and opaque substrates phys. status solidi a 207 (2010) 578 - 581.
  • Benda, V. - Macháček, Z. - Wolf, P. - Staněk, K.: Effect of Non-Uniform Temperature Distribution in the Photovoltaic Array on Eefficiency of Photovoltaic Systems. In Proceedings ISES Solar World Congress 2009. Glasgow: International Solar Energy Society, 2009, p. 901-909. ISBN 978-1-920017-42-2.
  • Dušek, K. - Macháček, Z. - Benda, V.: Electrical Parameters of the Solar Cells Soldered Joints in Comparison to Electrically Conductive Adhesive Joints. In 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition. Munich: WIP - Renewable Energies, 2009, p. 3577-3580. ISBN 3-936338-25-6.
  • Benda, V.: Fotovoltaické články z krystalického křemíku - současné trendy. In Třetí Česká fotovoltaická konference. Rožnov pod Radhoštěm: Czech RE Agency, o.p.s., 2008, s. 20-24. ISBN 978-80-254-3528-1.
  • Macháček, Z. - Benda, V.: Parameters of Photovoltaic CIS Cells in Dependence on Irradiance and Temperature. In 23rd European Photovoltaic Solar Energy Conference. München: WIP-Renewable Energies, 2008, p. 2610-2612. ISBN 3-936338-24-8.
  • Salinger, J. - Benda, V. - Macháček, Z.: A Note on Solar Cell Diagnostics Using LBIC and LBIV Methods. In Proceedings 26th International Conference on Microelectronics MIEL 2008. Piscataway: IEEE, 2008, vol. 1, p. 217-220. ISBN 978-1-4244-1881-7.
  • Salinger, J. - Benda, V. - Macháček, Z.: Optimal Resolution of LBIV/LBIC Methods for Diagnostics of Solar Cell Homogeneity. In Proceedings 26th International Conference on Microelectronics MIEL 2008. Piscataway: IEEE, 2008, vol. 1, p. 251-253. ISBN 978-1-4244-1881-7.
  • Wolf, P. - Benda, V. - Macháček, Z.: The effect of surface temperature distribution in PV cells on the overall power generation. In Med Power 2008. Thessaloniki: Aristotle University of Thessaloniki, 2008, . ISBN 978-960-98540-0-9.
  • J. Holovský, A. Poruba, A. Purkrt, Z. Remeš, M. Vaněček, Comparison of photocurrent spectra measured by FTPS and CPM for amorphous silicon layers and solar cells J. Non-Cryst. Solids 354 (2008) 2167 - 2170.

Za obsah odpovídá: doc. Ing. Milan Polívka, Ph.D.