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被部分遮挡的串联光伏组件输出功率

被部分遮挡的串联光伏组件输出功率、电压、电流有什么变化？

无论是太阳能电池组件还是阵列，在使用过程中都将不可避免地被遮挡。这是由于太阳能电池表面可能会不清洁，可能会划伤，可能会有来自建筑物甚至云层的阴影。一旦太阳能电池(组件)被遮挡，遮挡部分得到的太阳能辐射值就会减少，显然被遮挡部分的太阳能电池(组件)的输出功率就会减小，如果被遮挡的是并联部分，那么问题较为简单，只是该部分贡献的电流将减小；如果被遮挡的是串联部分，则问题严重得多，一方面会使整个回路的输出电流减小为该遮挡部分的电流，另一方面，被遮挡部分的太阳能电池将作为耗能器件以发热方式将其他未遮挡的太阳能电池串产生的多余地能量消耗掉。而且长时间的阴影会造成组件产生热斑，这样的局部温度就会很高，甚至烧坏太阳能电池组件。

串联使用中当太阳能电池被遮挡时，回路的输出功率与遮挡面积不是线性关系。即一个组件中即使只有一片太阳能电池被遮挡，整个组件的输出也将大幅度降低。

光伏组件横向竖向发电量对比分析

光伏组件竖向、横向布置不同，发电量差异大！在光伏电站的设计中，光伏组件的放置有两种设计方案：方案一：竖向布置，如下图。图1光伏组件竖向布置的光伏电站方案二：横向布置，如下图。图2光伏组件横向布置的光伏电站根据我的了解，目前竖向布置的电站会更多一些。主要原因是，竖向布置安装方便，横向布置时，最上面的一块安装比较费劲！这就影响了施工进度。

经过与业内的多位专家探讨之后，发现一横、一竖，对发电量的影响太大了！逐步说明这个问题。 1、前后遮挡造成电站电量损失在电站设计过程中，阵列间距是非常重要的一个参数。由于土地面积的限制，阵列间距一般只考虑冬至日6个小时不遮挡。然而，6小时之外，太阳能辐照度仍是足以发电的。从本人获得的光伏电站的实测数据来看，大部分电站冬至日的发电时间在7小时以上，在西部甚至可以达到9个小时。（一个简单的判别方法，日照时数是辐射强度≥120W/m2的时间长度，而辐射强度≥50W/m2时，逆变器就可以向电网供电。因此，当12月份的日照时数在6h以上时，发电时间肯定大于6h。）结论1：我们为了减少占地面积，在早晚前后光伏方阵必然会有遮挡，造成发电量损失。 2、光伏组件都有旁路二极管热斑效应：一串联支路中被遮蔽的太阳电池组件，将被当作负载消耗其他有光照的太阳电池组件所产生的能量，被遮蔽的太阳电池组件此时会发热，这就是热斑效应。这种效应能严重的破坏太阳电池。有光照的太阳电池所产生的部分能量，都可能被遮蔽的电池所消耗。为了防止太阳电池由于热斑效应而遭受破坏，最好在太阳电池组件的正负极间并联一个旁路二极管，以避免光照组件所产生的能量被受遮蔽的组件所消耗。因此，旁路二极管的作用就是：当电池片出现热斑效应不能发电时，起旁路作用，

光伏组件中电池遮挡与伏安特性曲线变化的关系

光伏组件中电池遮挡与I-V曲线特性变化关系收藏分享2011-4-26 11:06|发布者: 么西么西|查看数: 1668|评论数: 0 摘要: 众所周知，晶体硅太阳电池组件的表面阴影、焊接不良及单体电池功率不匹配等因素是导致输出功率降低的主要原因，研究这些因素的影响不仅对制造晶体硅太阳电池组件有指导作用，而且也有利于人们正确判断光伏发电系统输 ... 匹配等因素是导致输出功率降低的主要原因，研究这些因素的影响不仅对制造晶体硅太阳电池组件有指导作用，而且也有利于人们正确判断光伏发电系统输出降低或失效的原因。国外曾经有人报道一些在现场用了10到15年的组件电特性已经恶化。其I-V 特性曲线已经和一些普通的光伏组件差别很大，而这种变化的I-V曲线可以用来分析晶体硅太阳电池组件输出降低的原因。本文主要讨论了遮挡部分电池组件输出特性的影响，并用计算机对核过程进行了模拟。一、模拟方法在晶体硅太阳电池组件中，当有电池被遮挡时，组件的输出特性可以用下式表示： =3.86X10-5（A）,Rsh=15.29这些参数估算时可以用一下参数代替：n=1.96，I （Ω）。a=2.0x10-3，Vbr=-21.29（V），nn=3.R =0.008. 3 组件中有电池被遮盖时的电路可以用图片三来表示，正常的电池和被遮盖住的电池在组建中是串联关系，因此电压V和电流I满足以下等式：

组件中电池被遮挡时的模拟电路其中，Iph1代表组件中普通电池的光电流，Iph2代表遮挡电池产生的光电流，与等式（2）中的遮挡透过率有关系，例如，当遮挡透过率为35%时，Iph2是Iph1的0.35倍。通过解（3）-（6）式可以计算出I-V的特性。二、实验图2（a）和（b）是通过改变阴影透过率的情况下分别计算和实际测量的I-V特性曲线。当组件上的一个电池用不同的透过率（一个组件由36块电池组成）时，短路电流大致变化不大。结果是透过率越低，电流随着电压的升高下降越快。另一方面，开路电压基本上相同。由图可看出：测量结果与计算的结果相吻合。

光伏系统设计计算公式

光伏发电系统设计计算公式 1、转换效率： η= Pm（电池片的峰值功率）/A（电池片面积）×Pin（单位面积的入射光功率）其中：Pin=1KW/㎡=100mW/cm2。 2、充电电压： Vmax=V额×1.43倍 3.电池组件串并联 3.1电池组件并联数=负载日平均用电量（Ah）/组件日平均发电量（Ah） 3.2电池组件串联数=系统工作电压（V）×系数1.43/组件峰值工作电压（V） 4.蓄电池容量蓄电池容量=负载日平均用电量（Ah）×连续阴雨天数/最大放电深度 5平均放电率平均放电率（h）=连续阴雨天数×负载工作时间/最大放电深度 6.负载工作时间负载工作时间（h）=∑负载功率×负载工作时间/∑负载功率 7.蓄电池： 7.1蓄电池容量=负载平均用电量（Ah）×连续阴雨天数×放电修正系数/最大放电深度×低温修正系数 7.2蓄电池串联数=系统工作电压/蓄电池标称电压 7.3蓄电池并联数=蓄电池总容量/蓄电池标称容量 8.以峰值日照时数为依据的简易计算 8.1组件功率=（用电器功率×用电时间/当地峰值日照时数）×损耗系数损耗系数：取1.6～2.0，根据当地污染程度、线路长短、安装角度等； 8.2蓄电池容量=（用电器功率×用电时间/系统电压）×连续阴雨天数×系统安全系数系统安全系数：取1.6～2.0，根据蓄电池放电深度、冬季温度、逆变器转换效率等； 9.以年辐射总量为依据的计算方式组件（方阵）=K×（用电器工作电压×用电器工作电流×用电时间）/当地年辐射总量有人维护+一般使用时，K取230；无人维护+可靠使用时，K取251；无人维护+环境恶劣+要求非常可靠时，K取276； 10.以年辐射总量和斜面修正系数为依据的计算 10.1方阵功率=系数5618×安全系数×负载总用电量/斜面修正系数×水平面年平均辐射量系数5618：根据充放电效率系数、组件衰减系数等；安全系数：根据使用环境、有无备用电源、是否有人值守等，取1.1～1.3； 10.2蓄电池容量=10×负载总用电量/系统工作电压；10：无日照系数（对于连续阴雨不超过5天的均适用） 11.以峰值日照时数为依据的多路负载计算 11.1电流：组件电流=负载日耗电量（Wh）/系统直流电压（V）×峰值日照时数（h）×系统效率系数系统效率系数：含蓄电池充电效率0.9，逆变器转换效率0.85，组件功率衰减+线路损耗+尘埃等0.9.具体根据实际情况进行调整。 11.2功率：

光伏组件与阵列设计复习过程

光伏组件与阵列设计

1.1 引言太阳电池是将太阳光直接转换为电能的最基本元件，一个单体太阳能电池的单片为一个PN结，工作电压约为0.5V，工作电流约为20－25mA/cm2, 一般不能单独作为电源使用。因而需根据使用要求将若干单体电池进行适当的连接并经过封装后，组成一个可以单独对外供电的最小单元即组件（太阳能电池板）。其功率一般为几瓦至几十瓦，具有一定的防腐、防风、防雹、防雨的能力，广泛应用于各个领域和系统。当应用领域需要较高的电压和电流，而单个组件不能满足要求时，可把多个组件通过串连或并联进行连接，以获得所需要的电压和电流，从而使得用户获取电力。根据负荷需要，将若干组件按一定方式组装在固定的机械结构上，形成直流发电的单元，即为太阳能电池阵列，也称为光伏阵列或太阳能电池方阵。一个光伏阵列包含两个或两个以上的光伏组件，具体需要多少个组件及如何连接组件与所需电压（电流）及各个组件的参数有关。太阳能电池片并、串联组成太阳能电池组件；太阳能电池组件并、串联构成太阳能电池阵列。 1.2 光伏组件 1.2.1组件概述光伏组件（俗称太阳能电池板）是将性能一致或相近的光伏电池片（整片的两种规格125*125mm、156*156mm），或由激光机切割开的不同规格的太阳能电池，按一定的排列串、并联后封装而成。由于单片太阳能电池片的电流和电压都很小，把他们先串联获得高电压，再并联获得高电流后，通过一个二极管（防止电流回输）然后输出。电池串联的片数越多电压越高，面积越大或并联的片数越多则电流越大。如一个组件上串联太阳能电池片的数量是36片，这意味着这个太阳能组件大约能产生17伏的电压。 1.2.2电池的连接与失配失配的影响:失配损失是由于电池或者组件的互联引起的，这些电池或者组件没有相同的特性或者经历了不同的条件。在PV组件和方阵中，在某种条件下失配问题是一个严重的问题，因为一个组件在最差情况的输出是由其中的具有最低输出的太阳电池决定。例如，当一个太阳电池被遮挡而组件中的其它的太阳电池并没有被遮挡时，一个处于“良好”状态的太阳电池产生的功率可以被低性能的太阳电池耗散，而不是提供给负载。这可以导致非常高的局部电力耗散，并且由此而产生的局部加热可以引起组件不可恢复的损伤。太阳能电池在串、并联成电池组件时，由于每片太阳能电池电性能不可能绝对一致，这就使得串、并联后的输出总功率往往小于各个单体太阳能电池输出功率之和，称作太阳能电池的失配。在太阳能组件的制造以及组建安装为阵列的过程中，失配问题总会存在，并或多或少的影响太阳能电池的性能。这是

光伏组件与阵列设计说明

太阳能光伏组件遮挡问题研究

太阳能光伏组件遮挡问题研究太阳能光伏组件遮挡问题研究众所周知，晶体硅太阳电池组件的表面阴影、焊接不良及单体电池功率不匹配等因素是导致输出功率降低的主要原因，研究这些因素的影响不仅对制造晶体硅太阳电池组件有指导作用，而且也有利于人们正确判断光伏发电系统输出降低或失效的原因。国外曾经有人报道一些在现场用了10到15年的组件电特性已经恶化。其I-V特性曲线已经和一些普通的光伏组件差别很大，而这种变化的I-V曲线可以用来分析晶体硅太阳电池组件输出降低的原因。本文主要讨论了遮挡部分电池组件输出特性的影响，并用计算机对核过程进行了模拟。一、模拟方法在晶体硅太阳电池组件中，当有电池被遮挡时，组件的输出特性可以用下式表示：这些参数估算时可以用一下参数代替：n=1.96，I0=3.86X10-5 （A）,Rsh=15.29（Ω）。a=2.0x10-3，Vbr=-21.29（V），nn=3.R3=0.008. 组件中有电池被遮盖时的电路可以用图片三来表示，正常的电池和被遮盖住的电池在组建中是串联关系，因此电压V和电流I满足以下等式：

组件中电池被遮挡时的模拟电路其中，Iph1代表组件中普通电池的光电流，Iph2代表遮挡电池产生的光电流，与等式（2）中的遮挡透过率有关系，例如，当遮挡透过率为35%时，Iph2是Iph1的0.35倍。通过解（3）-（6）式可以计算出I-V的特性。二、实验图2（a）和（b）是通过改变阴影透过率的情况下分别计算和实际测量的I-V 特性曲线。当组件上的一个电池用不同的透过率（一个组件由36块电池组成）时，短路电流大致变化不大。结果是透过率越低，电流随着电压的升高下降越快。另一方面，开路电压基本上相同。由图可看出：测量结果与计算的结果相吻合。

单位面积光伏组件安装容量测算

单位面积光伏发电系统安装容量测算 1.引言近年来随着环境污染的愈加严重以及国家对于光伏发电项目的支持力度不断加大，且分布式光伏发电系统具有可安装在任何有阳光照射的地方的优点，越来越多的企业和居民对安装分布式光伏发电系统具有浓厚的兴趣。对于居民及企业用户来讲，摆在面前的首要问题就是投资问题，目前大部分光伏发电项目都是以每瓦成本来进行项目报价，所以居民和企业用户关心的第一个问题就是自己的空余空间能够安装多大容量的光伏发电系统。 2.安装容量测算对于光伏发电系统的设计，其首要原则就是根据安装地点的具体情况选择合适的组件安装方式，然后根据现场可安装面积进行发电系统容量估算，然后结合客户用电情况及意向确定最终的光伏发电系统安装容量。下面我们将以河南森源集团有限公司22KW分布式光伏发电工程为例，详细阐述单位面积光伏发电系统安装容量的测算方法。河南森源集团22KW分布式光伏发电工程平面布置如图1所示。图1 河南森源集团22KW分布式光伏发电工程平面布置图

从图中我们可以看出该安装地点东西长30米，南北宽18米，面积540平方米，由于屋顶平面西侧为电梯机房，高度约5米，考虑电梯机房在安装地点的投影面积，在该机房东侧11米内不考虑安装光伏组件。该分布式光伏发电工程选用光伏组件的功率为250W，尺寸为1640mm*992mm，光伏方阵长度为17.8米，宽度为2.6米，光伏组件的安装方式如图2所示。图2 光伏组件安装方式考虑安装地点屋顶承重能力，将多个光伏阵列并行分布在安装楼面，需确定光伏组件阵列间距离以避免南部的方阵对北部方阵形成遮阴。光伏组件阵列行间距计算：为防止南边的方阵对北边的形成遮阴，计算的原则是：冬至日上午9点到下午3点期间，南部的光伏阵列对北部的阵列不形成遮挡。计算公式如图：其中：d为光伏组件前后排间距。 Φ为安装地理位置的纬度。 H为阵列前排最高点与后排组件最低位置的高度差。此工程安装地点为郑州市，位于河南省中部偏北，东经112°42' -114°14'，北纬34°16' - 34°58'之间，计算时取Φ为34°。光伏组件的安装高度差H

光伏组件竖横向布置不同,发电量差异大!

光伏组件竖向、横向布置不同，发电量差异大! 在光伏电站的设计中，光伏组件的放置有两种设计方案：方案一：竖向布置，如下图。图1光伏组件竖向布置的光伏电站方案二：横向布置，如下图。

图2光伏组件横向布置的光伏电站根据我的了解，目前竖向布置的电站会更多一些。主要原因是，竖向布置安装方便，横向布置时，最上面的一块安装比较费劲!这就影响了施工进度。经过与业内的多位专家探讨之后，发现一横、一竖，对发电量的影响太大了!逐步说明这个问题。 1、前后遮挡造成电站电量损失在电站设计过程中，阵列间距是非常重要的一个参数。由于土地面积的限制，阵列间距一般只考虑冬至日6个小时不遮挡。然而，6小时之外，太阳能辐照度仍是足以发电的。从本人获得的光伏电站的

实测数据来看，大部分电站冬至日的发电时间在7小时以上，在西部甚至可以达到9个小时。(一个简单的判别方法，日照时数是辐射强度≥120W/m2的时间长度，而辐射强度≥50W/m2时，逆变器就可以向电网供电。因此，当12月份的日照时数在6h以上时，发电时间肯定大于6h。) 结论1：我们为了减少占地面积，在早晚前后光伏方阵必然会有遮挡，造成发电量损失。 2、光伏组件都有旁路二极管热斑效应：一串联支路中被遮蔽的太阳电池组件，将被当作负载消耗其他有光照的太阳电池组件所产生的能量，被遮蔽的太阳电池组件此时会发热，这就是热斑效应。这种效应能严重的破坏太阳电池。有光照的太阳电池所产生的部分能量，都可能被遮蔽的电池所消耗。为了防止太阳电池由于热斑效应而遭受破坏，最好在太阳电池组件的正负极间并联一个旁路二极管，以避免光照组件所产生的能量被受遮蔽的组件所消耗。因此，旁路二极管的作用就是：当电池片出现热斑效应不能发电时，起旁路作用，让其它电池片所产生的电流从二极管流出，使太阳能发电系统继续发电，不会因为某一片电池片出现问题而产生发电电路不通的情况。上一张60片的光伏组件的电路结构图。

组件遮挡实验

根据了解，目前竖向布置的电站会更多一些。主要原因是，竖向布置安装方便，横向布置时，最上面的一块安装比较费劲！这就影响了施工进度。经过与业内的多位专家探讨之后，发现一横、一竖，对发电量的影响太大了！逐步说明这个问题。 1、前后遮挡造成电站电量损失在电站设计过程中，阵列间距是非常重要的一个参数。由于土地面积的限制，阵列间距一般只考虑冬至日6个小时不遮挡。然而，6小时之外，太阳能辐照度仍是足以发电的。从本人获得的光伏电站的实测数据来看，大部分电站冬至日的发电时间在7小时以上，在西部甚至可以达到9个小时。（一个简单的判别方法，日照时数是辐射强度≥120W/m2的时间长度，而辐射强度≥50W/m2时，逆变器就可以向电网供电。因此，当12月份的日照时数在6h以上时，发电时间肯定大于6h。）结论1：我们为了减少占地面，在早晚前后光伏方阵必然会有遮挡，造成发电量损失。 2、光伏组件都有旁路二极管热斑效应：一串联支路中被遮蔽的太阳电池组件，将被当作负载消耗其他有光照的太阳电池组件所产生的能量，被遮蔽的太阳电池组件此时会发热，这就是热斑效应。这种效应能严重的破坏太阳电池。有光照的太阳电池所产生的部分能量，都可能被遮蔽的电池所消耗。为了防止太阳电池由于热斑效应而遭受破坏，最好在太阳电池组件的正负极间并联一个旁路二极管，以避免光照组件所产生的能量被受遮蔽的组件所消耗。因此，旁路二极管的作用就是：当电池片出现热斑效应不能发电时，起旁路作用，让其它电池片所产生的电流从二极管流出，使太阳能发电系统继续发电，不会因为某一片电池片出现问题而产生发电电路不通的情况。上一张60片的光伏组件的电路结构图。图3光伏组件的电路结构图结论2：光伏组件式需要旁路二极管的。 3、二极管在纵向遮挡和横向遮挡时的作用

光伏电站组件容量配比优化方案

光伏电站组件容量配比优化方案近年来，不同地区的光伏电站采用光伏组件容量与逆变器容量配比值大于1的设计的思路，以达到提高逆变器的运行效率、电站收益的目的。本文将基于某地的实测辐射值进行分析，并计算不同配比值情况下的电站新增发电量与新增投资的关系，以确定合理的配比值。一、某地实测辐射数据分析本文采用某地某全年的实测辐射数据。选取其中的水平面总辐射、温度数据进行计算分析。实测数据采样时间为1min，共计525600组，数据完备率96.32%。完成缺失数据插补后，该地全年水平面总辐射量为6262.5MJ/m2。根据上述数据得出如下：逐月、年代表日逐时、月代表日逐时的辐射量（值）分布图。（其中：数据已调整为真太阳时）：

图1该地区逐月总辐射量直方图图2该地区年代表日总辐射值分布图图3该地区逐月代表日总辐射值分布图根据上图可得出如下结论：

（1）该地月总辐射量最大值发生在春、夏换季的5月；且全年逐月总辐射量较平均，有利于光伏电站平稳出力；（2）该地年代表日总辐射极大值差异较小，4个年代表日差异主要是日照时长及当日天气情况而引起的日总辐射量的差异。（3）该地5月至8月的正午（真太阳时）存在总辐射值超过1000W/m2的情况发生，根据对数据的分析。超过总辐射值超过1200W/m2在6月时有发生。（4）该地10月至次年4月的空气质量好，透明度高，日总辐射值变化较平稳。二、不同容量配置比值的计算本文将采用基于实测的辐射数据完成光伏电站全年逐时（分钟）的发电功率计算。计算时根据如下步骤分别进行计算：（1）光伏组件容量与逆变器容量配比值选择1、1.05、1.1、1.15、1.20分别计算全年逐时发电功率。（2）考虑各光伏电站实际效率存在差异，光伏组件至逆变器直流母线的效率分别取80%、85%对步骤（1）的各计算结果进行折算。（3）考虑到逆变器具备的短时超发能力，分别计算超过逆变器标称功率100%、105%、110%的能量损失。（4）根据步骤（1）~（3）的计算结果，综合计算因光伏组件超配增发的功率与不同效率值、逆变器不同超发能力情况下而限电的最终增发的功率比值。（5）光伏电站综合单位投资分别取7.5元/W（其中组件价格取3.5元/W）、8元/W（其中组件价格取4元/W）进行光伏电站新增投资比例的计算；（6）综合步骤（4）、（5）的计算结论，计算△发电量与△投资的比值，其结果如下：

光伏组件的热斑效应和试验方法

光伏组件的热斑效应和试验方法光伏电池是将太阳光辐射能量直接转换成电能的器件。单个硅晶体光伏电池能得到的最大电压约为0.6V，最大电流约为30mA/cm2。因此光伏电池很少单个使用，而是串联或并联起来，以获得所期望的电压或电流。光伏组件正是由多个光伏电池连接和封装而成的产品，是光伏发电系统中电池方阵的基本单元。为了达到较高转换效率，光伏组件中的单体电池须具有相似的特性。在实际使用过程中，可能出现电池裂纹或不匹配、内部连接失效、局部被遮光或弄脏等情况，导致一个或一组电池的特性与整体不谐调。失谐电池不但对组件输出没有贡献，而且会消耗其他电池产生的能量，导致局部过热。这种现象称为热斑效应。当组件被短路时，内部功率消耗最大，热斑效应也最严重。一、热斑效应原理

当然，并不是所有的电池都可以通过调整遮光比例达到最佳阻抗匹配。完全遮光情况下，不同特性的Y电池I-V曲线如图3所示。斜率越低，表明电池的并联电阻越大。考虑（S-1）个电池串的最大输出功率点所限定的“试验界限”，根据I-V 曲线与“试验界限”的交点，把电池分为电压限制型（A类）和电流限制型（B 类）。A类电池并联电阻较大，可以通过减少遮光面积，达到最佳阻抗比配；B 类电池的并联电阻较小，完全遮光已是Y电池消耗功率最大的状态。二、热斑耐久试验热斑效应可导致电池局部烧毁形成暗斑、焊点熔化、封装材料老化等永久性损坏，是影响光伏组件输出功率和使用寿命的重要因素，甚至可能导致安全隐患。因此，IEC 61215:2005《地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定性》专门设置了热斑耐久试验，以考核光伏组件经受热斑加热效应的能力。热斑耐久试验过程包括最坏情况的确定、5小时热斑试验以及试验后的诊断测量，分为以下4个步骤。 1、选定最差电池由于受到检测时间和成本的限制，热斑耐久试验不能针对组件中的每一个电池进行。因此，正式试验之前先比较和选择热斑加热效应最显著的电池。具体方法是，在一定光照条件下，将组件短路，依次遮挡每个电池，被遮光后稳定温度最高者为最差电池片。电池温度可以用热成像仪等仪器测量。对于串联-并联- 串联连接方式的大型组件，标准允许随机选择其中30%的电池进行比较。对于串联和串联-并联连接方式的组件，IEC61215标准给出了两种快速的方法。第一种方法是：将组件短路，不遮光，直接寻找稳定工作温度最高的电池。第二种方法是：将组件短路，依次遮挡每个电池，选择遮光后组件短路电流减少最大的电池。本文推荐采用第二种方法，这主要是考虑到测量短路电流精度较高，测量结果可以用于下一个步骤的判断，而且短路电流跟失谐电池消耗的功率有直接关系。 2、确定最坏遮光比例选定最差电池之后，还要确定在何种遮光比例下热斑的温度最高。即用一组遮光增量为5%的一组不透明盖板，逐渐减少对该电池的遮光面积，监测电池被遮部位背面的稳定温度，看何时达到最高温度。目前最常见的电池规格有 156mm*156mm和125mm*125mm两种，因此实验室需要准备两组不透明盖板。以上两个步骤所使用的辐射源，可以是稳态太阳模拟器或自然阳光，辐照度不低于700W/m2，不均匀度不超过±2%，瞬时稳定度在±5%以内。如果气候条件允许，可优先选择自然阳光。南方的实验室在这方面优势明显。以深圳为例，根据气象局统计（表一），年太阳辐射量平均为5225 MJ/m2，年日照时数平均为2060小时，可计算平均太阳辐射强度为705W/m2。另外，低纬度地区的太阳辐射

光伏组件中电池遮挡与伏安特性曲线变化的关系

体硅太阳电池组件有指导作用，而且也有利于人们正确判断光伏发电系统输 ... 配等因素是导致输出功率降低的主要原因，研究这些因素的影响不仅对制造晶体硅太阳电池组件有指导作用，而且也有利于人们正确判断光伏发电系统输出降低或失效的原因。国外曾经有人报道一些在现场用了10到15年的组件电特性已经恶化。其I-V特性曲线已经和一些普通的光伏组件差别很大，而这种变化的I-V曲线可以用来分析晶体硅太阳电池组件输出降低的原因。本文主要讨论了遮挡部分电池组件输出特性的影响，并用计算机对核过程进行了模拟。一、模拟方法在晶体硅太阳电池组件中，当有电池被遮挡时，组件的输出特性可以用下式表示：这些参数估算时可以用一下参数代替：n=1.96，I0=3.86X10-5（A）,Rsh=15.29（Ω）。a=2.0x10-3，Vbr=-21.29（V），nn=3.R3=0.008. 组件中有电池被遮盖时的电路可以用图片三来表示，正常的电池和被遮盖住的电池在组建中是串联关系，因此电压V和电流I满足以下等式：

组件中电池被遮挡时的模拟电路其中，Iph1代表组件中普通电池的光电流，Iph2代表遮挡电池产生的光电流，与等式（2）中的遮挡透过率有关系，例如，当遮挡透过率为35%时，Iph2是Iph1的0.35倍。通过解（3）-（6）式可以计算出I-V的特性。二、实验图2（a）和（b）是通过改变阴影透过率的情况下分别计算和实际测量的I-V 特性曲线。当组件上的一个电池用不同的透过率（一个组件由36块电池组成）时，短路电流大致变化不大。结果是透过率越低，电流随着电压的升高下降越快。另一方面，开路电压基本上相同。由图可看出：测量结果与计算的结果相吻合。

关于光伏组件功率衰减分析研究

关于光伏组件功率衰减分析研究发表时间：2018-08-06T15:19:54.707Z 来源：《电力设备》2018年第11期作者：李宁良罗婷吴月旺曹红亮周芬肖琳 [导读] 摘要：多晶硅光伏组件在使用过程中会出现不同程度的功率衰减现象。（湖南兴业太阳能科技有限公司 411201）摘要：多晶硅光伏组件在使用过程中会出现不同程度的功率衰减现象。组件功率的衰减可分为三类：由破坏性因素导致的组件功率骤然衰减、组件初始的光致衰减、组件的老化衰减。本文主要研究分析了导致组件初始的光致衰减和组件的老化衰减原因，并通过试验结果得到验证，提出降低组件功率衰减的改进方案。关键词：光伏组件；输出功率；初始衰减；老化衰减随着光伏电站运营时间的不断增长，发电量会发生不同程度的减少，光伏组件是光伏发电的核心部件，光伏组件发电功率衰减直接影响到整个光伏电站的发电效率。目前，我国大多数集中式光伏电站未定期开展光伏组件功率衰减的测试工作，部分开展测试工作的光伏电站出于保密很少公开数据，这不利于光伏组件功率衰减特性的研究。相比德国、美国、日本等光伏应用较早的国家，我国在数据统计、长期跟踪、检测检验、加速老化测试等方面的研究相当匮乏。本文介绍了光伏组件发电功率衰减测试的标准及方法，并对光伏组件发电功率衰减测试工作进行了展望。 1.光伏组件发电功率衰减测试标准按照光伏产业链来划分，光伏标准大致可以分为基础通用标准、光伏制造设备标准、光伏材料标准、光伏电池和组件标准、光伏部件标准、光伏系统标准和光伏应用标准七大类。中国现行有效的光伏标准共计120项，其中国家标准72项，行业标准41项，其他标准7项，已形成了光伏产业标准体系的基本框架，现行的光伏标准主要集中在太阳能电池和组件标准、电池基体材料标准以及应用标准方面，光伏设备标准、光伏材料标准、光伏部件标准和光伏应用标准以自主制定为主，而电池和组件标准以及光伏系统标准以转化IEC标准为主，光伏组件发电功率衰减测试标准主要参考国际电工委员会标准IEC60904、IEC61215与IEC61852。太阳能组件的产品标准和检测标准的制订、修订情况严重滞后于产业实际发展需求，衡量光伏质量关键因素的组件衰减率标准在中国仍处于缺失状态。 2.研究思路与测试方案 2.1研究思路研究思路主要从考虑光伏组件受到多种环境因素的影响着手，如标准太阳光辐照、强紫外光辐照、温度、湿度等。因为环境因素太复杂，相互影响因素太多，获得有效评定光伏组件2年衰减率（甚至是25年使用质量保证）的模型公式是相当困难的，所以该方案引入类似IEC61215中设定一个标准条件来对组件功率进行测试的方式，同样对光伏组件的寿命制定一个“标准测试方法和程序”进行评定。建立一个统一的标杆（见测试程序）区分组件的质量，然后在后期的工作中考虑各种环境因素、各种材料因素，再通过实验室的模拟与户外数据的拟合来建立组件功率衰减率的模型。 2.2气候环境对光伏组件材料的影响通过实验室内模拟各种复杂气候环境，同时结合业界相关机构与企业的经验积累，及国内外相关文献，得出气候环境对光伏原辅材料的影响因素主要为：1）太阳光曝晒：易造成电池片效率正常的光致衰减。2）紫外老化：易造成EV A黄变、密封胶脆化、背板老化等封装失效。3）动态机械载荷：易造成电池片隐裂。4）高低温变化：易造成焊接电路连接失效，电池片隐裂加剧，接线盒和组件连接失效。5）湿热和湿冻：易造成玻璃雾化、封装失效、腐蚀、接线盒和组件连接失效。6）电势诱导衰减PID：易造成湿热地区组件实际使用中的系统电压引起的电池片失效。7）热斑：易造成组件局部发热过大引起的热斑失效。8）二极管热性能：易造成二极管过热导致压降过大，漏电流过高。 2.3测试程序根据上述主要环境影响因素，并参照IEC组件产品的相关标准，设计了测试方案（见表2），注：表格中测试项目条件参数参考IEC61215、IEC61646、IEC62782、IEC61730-2标准的要求以评定组件在多种环境条件下的寿命可靠性。每个序列的目的及意义说明如下：（1）第一序列为参考组件的控制序列，其他序列的组件衰减率是和参考组件比较得来。（2）第二序列主要考核的是材料老化与封装失效，IEC61215中规定紫外辐照量为15kwh/m2，湿冻试验的循环次数为10次，然而在大量试验后得出上述老化量不够，甚至不衰减。该方案考虑一定的严酷程度选择紫外辐照总量为30kwh/m2，湿冻试验循环20次。（3）第三序列主要考核的是电势诱导衰减PID衰减和耐受性，PID现象是近年来被广泛关注的光伏组件失效现象，是导致光伏组件衰减的很大诱因，测试要求为温度85℃，湿度85%，试验时间96h，1000V电压反向连接。所以有必要将该测试方法加入方案。使用IEC62782中的动态载荷试验，更能够符合组件运用的实际情况。 2.4实验室加速老化测试法在常规户外环境下，环境应力因素对光伏组件性能的影响较缓慢，需长时间观察、测试、收集才能反馈组件存在的质量问题。为了在较短时间内，通过合理的方法、途径发现光伏组件存在的潜在问题，加速老化试验被引入到光伏组件的质量测试及寿命评估方面，并得到了不断发展。实验室加速老化测试方法是利用环境试验箱模拟户外实际运行时的辐照度、温度、湿度等环境条件，并对相关参数进行加严

光伏发电量计算及综合效率影响因素

光伏发电量计算及综合效率影响因素 Hessen was revised in January 2021

光伏发电量计算及综合效率影响因素一、光伏电站理论发电量计算 1.太阳电池效率n的计算在太阳电池受到光照时，输出电功率和入射光功率之比就称为太阳电池的效率，也称为光电转换效率。厂巴一AX—〃仏匕 A几A几A几其中，At为太阳电池总而积（包括栅线图形面积）。考虑到栅线并不产生光电，所以可以把At换成有效面积Aa （也称为活性面积），即扣除了栅线图形面积后的而积，同时计算得到的转换效率要高一些。Pin为单位而积的入射光功率。实际测量时是在标准条件下得到的：Pin取标准光强：AM 条件，即在25°C下，Pin 二1000W / nA 2.光伏系统综合效率（PR） n 总=HIX n 2X n 3 光伏阵列效率Hl：是光伏阵列在1000 W/m2太阳辐射强度下实际的直流输出功率与标称功率之比。光伏阵列在能量转换过程中的损失包括：灰尘/污渍，组件功率衰减，组件串联失配损失、温升损失、方阵相互遮挡损失、反射损失、光谱偏离损失、最大功率点跟踪精度及直流线路损失等，目前取效率86%计算。逆变器转换效率112:是逆变器输岀的交流电功率与直流输入功率之比，取逆变器效率97%计算。交流并网效率A3:是从逆变器输出，至交流配电柜，再至用户配电室变压器10 KV高压端，主要是升压变压器和交流线缆损失，按96%计算。

3. 理论发电量计算

太阳电池的名牌功率是在标准测试条件下测得的，也就是说在入射功率为 1000W/m:的光照条件下，lOOOWp太阳电池1小时才能发一度电。而实际上，同一天不同的时间光照条件不同，因此不能用系统的容量乘以日照时间来预测发电量。计算日发电量时，近似计算：理论日发电量二系统峰值功率(kw) x等效日照小时数(h) x系统效率等效峰值日照小时数h/d二(日太阳辐照量m7d) /lkW/m: (H照时数：辐射强度^120W/m2的时间长度) 二、影响发电量的因素的发电量由三个因素决定：装机容量、峰值小时数、系统效率。当电站的地点和规模确定以后，前两个因素基木己经定了，要想提高发电量，只能提高此图：来源于王斯成老师的ppi 灿观

光伏组件问题系列总结——部分遮挡对组件输出特性的影响

光伏组件问题系列总结——部分遮挡对组件输出特性的影响 1.0绪论众所周知，晶体硅太阳电池组件的表面阴影、焊接不良及单体电池功率不匹配等因素是导致输出功率降低的主要原因，研究这些因素的影响不仅对制造晶体硅太阳电池组件有指导作用，而且也有利于人们正确判断光伏发电系统输出降低或失效的原因。国外曾经有人报道一些在现场用了10到15年的组件电特性已经恶化。其I-V特性曲线已经和一些普通的光伏组件差别很大，而这种变化的I-V曲线可以用来分析晶体硅太阳电池组件输出降低的原因。本文主要讨论了遮挡部分电池组件输出特性的影响，并用计算机对核过程进行了模拟。 2.0模拟方法在晶体硅太阳电池组件中，当有电池被遮挡时，组件的输出特性可以用下式表示：这些参数估算时可以用一些参数代替：n=1.96，I0=3.86X10-5（A）,Rsh=15.29（Ω）。 a=2.0x10-3，Vbr=-21.29（V），nn=3.R3=0.008. 组件中有电池被遮盖时的电路可以用图片三来表示，正常的电池和被遮盖住的电池在组件中是串联关系，因此电压V和电流I满足以下等式：

太阳能检测之光伏组件的热斑效应和试验方法

太阳能检测之光伏组件的热斑效应和试验方法太阳能检测之光伏组件的热斑效应和试验方法光伏电池是将太阳光辐射能量直接转换成电能的器件。单个硅晶体光伏电池能得到的最大电压约为0.6V，最大电流约为30mA/cm2。因此光伏电池很少单个使用，而是串联或并联起来，以获得所期望的电压或电流。光伏组件正是由多个光伏电池连接和封装而成的产品，是光伏发电系统中电池方阵的基本单元为了达到较高转换效率，光伏组件中的单体电池须具有相似的特性。在实际使用过程中，可能出现电池裂纹或不匹配、内部连接失效、局部被遮光或弄脏等情况，导致一个或一组电池的特性与整体不谐调。失谐电池不但对组件输出没有贡献，而且会消耗其他电池产生的能量，导致局部过热。这种现象称为热斑效应。当组件被短路时，内部功率消耗最大，热斑效应也最严重。一、热斑效应原理热斑效应原理当然，并不是所有的电池都可以通过调整遮光比例达到最佳阻抗匹配。完全遮光情况下，不同特性的Y电池I-V曲线如图3所示。斜率越低，表明电池的并联电阻越大。考虑（S-1）个电池串的最大输出功率点所限定的“试验界限”，根据I-V曲线与“试验界限”的交点，把电池分为电压限制型（A类）和电流限制型（B类）。A类电池并联电阻较大，可以通过减少遮光面积，达到最佳阻抗比配；B类电池的并联电阻较小，完全遮光已是Y电池消耗功率最大的状态。热斑耐久试验二、热斑耐久试验热斑效应可导致电池局部烧毁形成暗斑、焊点熔化、封装材料老化等永久性损坏，是影响光伏组件输出功率和使用寿命的重要因素，甚至可能导致安全隐患。因此，IEC 61215:2005《地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定性》专门设置了热斑耐久试验，以考核光伏组件经受热斑加热效应的能力。热斑耐久试验过程包括最坏情况的确定、5小时热斑试验以及试验后的诊断测量，分为以下4个步骤。 1、选定最差电池

光伏组件计算公式

光伏发电系统设计计算公式 1.转换效率 η= Pm（电池片的峰值功率）/A（电池片面积）×Pin（单位面积的入射光功率）其中： Pin=1KW/㎡=100mW/cm2。 2.充电电压 Vmax=V额× 1.43倍 3.电池组件串并联 3.1电池组件并联数=负载日平均用电量（Ah）/组件日平均发电量（Ah） 3.2电池组件串联数=系统工作电压（V）×系数 1.43/组件峰值工作电压（V） 4.蓄电池容量蓄电池容量=负载日平均用电量（Ah）×连续阴雨天数/最大放电深度 5平均放电率平均放电率（h）=连续阴雨天数×负载工作时间/最大放电深度 6.负载工作时间负载工作时间（h）=∑负载功率×负载工作时间/∑负载功率 7.蓄电池

7.1蓄电池容量=负载平均用电量（Ah）×连续阴雨天数×放电修正系数/最大放电深度×低温修正系数 7.2蓄电池串联数=系统工作电压/蓄电池标称电压 7.3蓄电池并联数=蓄电池总容量/蓄电池标称容量 8.以峰值日照时数为依据的简易计算 8.1组件功率=(用电器功率×用电时间/当地峰值日照时数)×损耗系数损耗系数：取1.6～ 2.0根据当地污染程度、线路长短、安装角度等 8.2蓄电池容量=(用电器功率×用电时间/系统电压)×连续阴雨天数×系统安全系数系统安全系数：取1.6～ 2.0，根据蓄电池放电深度、冬季温度、逆变器转换效率等 9.以年辐射总量为依据的计算方式组件（方阵）=K×（用电器工作电压×用电器工作电流×用电时间）/当地年辐射总量有人维护+一般使用时，K取230：无人维护+可靠使用时，K取251：无人维护+环境恶劣+要求非常可靠时，K取276 10.以年辐射总量和斜面修正系数为依据的计算 10.1方阵功率=系数5618×安全系数×负载总用电量/斜面修正系数×水平面年平均辐射量系数5618：根据充放电效率系数、组件衰减系数等：安全系数：

薄膜光伏组件的热斑效应和应对措施

薄膜光伏组件的热斑效应和应对措施发布时间：2011-04-21 随着科技日新月异的发展，光伏发电技术在国内外均得到了广泛的应用，其应用形式多种多样，应用场所分布广泛，主要用于大型地面光伏电站、住宅和商用建筑物的屋顶、建筑光伏建筑一体化、光伏路灯等。在这些场所，不可避免的会出现建筑物、树荫、烟囱、灰尘、云朵等对太阳能电池组件造成遮挡。因此，人们关心的是此类情况对太阳能电池的发电效率影响有多大,又该如何解决呢？在实际应用中，太阳能电池一般是由多块电池组件串联或并联起来，以获得所期望的电压或电流的。为了达到较高的光电转换效率，电池组件中的每一块电池片都须具有相似的特性。在使用过程中，可能出现一个或一组电池不匹配，如：出现裂纹、内部连接失效或遮光等情况，导致其特性与整体不谐调。在合理的光照条件下，一串联支路中被遮蔽的光伏电池，会由发电单元变为耗电单元，被遮蔽的光伏电池不但对组件输出没有贡献，而且会消耗其它电池产生的电力，此时会发热，这就是热斑效应。相对于晶体硅而言，非晶硅薄膜电池组件在整个组件上膜厚比较均匀，多个子电池的电流匹配良好，不会出现晶体硅组件易发生裂纹或隐裂纹的情况，通过优异的生产工艺和严格的质量控制体系制成的非晶硅光伏组件，几乎不会发生薄膜组件中各子电池内部链接失效的问题。另外，对于晶体硅太阳电池，小遮挡即可引起大功率损失，导致组件温度过高，严重的会烧坏组件，甚至引起重大火灾；但非晶硅薄膜电池的电流密度较小，阴影遮挡对于薄膜电池也会存在影响，但是影响要比晶体硅电池小得多。针对薄膜光伏产品的热斑效应，国际电工委员会制定了严格的认证试验标准，产品必须在极为严酷条件下经受住热斑效应的测试。薄膜光伏组件经过热斑耐久试验之后，首先进行外观检查，对任何裂纹、气泡或脱层等情况进行记录或拍照。如果发现标准规定的严重外观缺陷，如：破碎、开裂、弯曲、不规整或损伤的外表面;组件有效工作区域的任何薄膜层有超过一个电池面积10%以上的空隙、看得见的腐蚀，在组件的边缘和任何一部分电路之间形成连续的气泡或剥层等，丧失机械完整性，导致组件的安装或工作都受到影响，则视为不合格。如果存在外观缺陷但不属于上述的严重外观缺陷，如：组件有效工作区域的任何薄膜层有空隙和可见的腐蚀，输出电线有可见的腐蚀等，则拍照进行记录；如果在对后续的其他测试实验没有影响，则认为薄膜光伏组件通过了热斑效应测试，如果造成影响，则另选两块组件重新进行热斑效应测试。此外，组件在标准试验条件下的最大输出功率的衰减不能超过测试前的5%；绝缘电阻应满足初始试验的同样要求。解决热斑效应问题的通常做法，是在组件上并联一个二极管。通常情况下，这个二极管不影响组件正常工作。当组件中的电池被遮挡时，此时二极管导通，从而避免被遮电池过热损坏。令客户可以放心的是，目前，包括普乐新能源在内的国内多家薄膜组件制造商通过了国际上最权威的和最严酷的产品工作性能和安全性能的认证。需要注意的是，光伏电站的设计、施工和并网使用过程中，应当充分考虑到遮挡对光伏电站和光伏系统的影响，需要对光伏电站进行合理的布局并采用最大功率控制等技术把阴影对光伏系统的影响减小到最低程度。