光伏组件的检验测试(终检)-solarbe文库

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1 光伏组件的检验测试（终检）一、终检的内容按照国家标准地面用晶体硅光伏组件设计鉴定与定型（ GB/T9535-1998 ）、海上用太阳电池组件总规范（ GB/T14008-1992 ）的规定，光伏组件需要检验测试的基本项目有 1. 电性能测试；2. 电绝缘性能测试； 3. 热循环实验； 4. 湿热 - 湿冷实验； 5. 机械载荷实验； 6. 冰雹实验； 7. 老化实验。二、光伏组件的电性能参数1．光伏组件的输出特性光伏组件的性能主要是它的 “电流 - 电压” 特性，即光伏组件的输出特性。它能够反应出组件的光电转换能力。反应光伏组件（在一定的光照条件下）的输出电压、输出电流和输出功率的关系的曲线，称为输出特性曲线，也就是 “电流 - 电压” 特性曲线，也可以表示为 I-V 特性曲线。在光伏组件的 I-V 特性曲线上，有三个具有重要意义的点开路电压、开路电流和峰值功率。2. 光伏组件的电性能参数光伏组件的电性能参数主要有短路电流、开路电压、峰值电流、峰值电压、峰值功率、填充因子和转换效率等。⑴ 短路电流 SCI 当将光伏组件的正负极短路，使 0U 时，此时的电流就是组件的短路电流，短路电流的单位是 A 安培，短路电流随着光强的变化而变化。⑵ 开路电压 OCU 当光伏组件的正负极不接负载时，组件正负极间的电压就是开路电压，开路电压的单位是 V 伏特。光伏组件的开路电压随电池片串联数量的增减而变化， 36 片电池片串联的组件开路电压为 21 V 左右。⑶ 峰值电流 mI 峰值电流也叫最大工作电流或最佳工作电流，是指光伏组件输出最大功率时的工作电流。⑷ 峰值电压 mU 峰值电压也叫最大工作电压或最佳工作电压，是指太阳能电池片输出最大功率时的工作电压，峰值电压的单位也是V 伏特。组件的峰值电压随电池片串联数量的增减而变化，如 36 片电池片串联的组件峰值电压为 17～ 17.5 V 。⑸ 峰值功率 mP 峰值功率也叫最大输出功率或最佳输出功率，是指光伏组件在正常工作或测试条件下的最大输出功率，也就是峰值电流与峰值电压的乘积 m Im mP U 。峰值功率的单位是 Wp（峰瓦，实际上，峰瓦和瓦是相同的）。光伏组件的峰值功率取决于太阳辐照度、太阳光谱分布和组件的工作温度，因此光伏组件的测试要在标准条件下进行，测量标准是辐照度21000W / m 、光谱 AM1.5、测试温度 25℃ 。⑹ 填充因子 FF 填充因子也叫曲线因子，是指光伏组件的最大功率与开路电压和短路电流乘积的比值 m/ sc FF P I Um 。填充因子是评价电池片输出特性好坏的一个重要参数，它的值越高，表明电池片输出特性越趋于矩形，电池片的光电转换效率越高。光伏组件的填充因子系数一般在 0.5 ～ 0.8 之间，也可以用百分数表示。⑺ 转换效率转换效率是指光伏组件受光照时的最大输出功率与照射到组件上的太阳能量功率的比值。即in m/ P A P式中， mP 电池组件的峰值功率； A 电池组件的有效面积； inP 单位面积的入射光功率，标准条件下为 21000W / m 。3. 光伏组件输出特性的主要影响因素影响光伏组件输出特性的主要因素有负载阻抗、日照强度、组件温度、热斑效应等。⑴ 负载阻抗当负载阻抗（电阻）与光伏组件的输出特性匹配得很好时，光伏组件就可以输出最高功率，产生最大的效率。负载阻抗增大，组件输出电流减小，输出功率变小；负载阻抗减小，组件输出电流增大，输出功率同样会变小。2 ⑵ 日照强度日照强度与光伏的光电流成正比，日照强度在 2100 1000W / m 范围内变化时，光电流始终随日照强度的增长而线性增长；而日照强度对电压的影响很小，在温度固定的条件下，当日照强度在 2400 1000W / m 范围内变化，光伏组件的开路电压基本保持不变。所以，光伏电池的输出功率与日照强度也基本保持成正比。⑶ 组件温度光伏组件的温度越高，其工作效率就越低。随着组件温度的升高，其输出电压将下降在20-100 摄氏度范围，组件温度每升高 1 摄氏度，每个电池片的输出电压大约减小 5 毫伏；随温度的升高，输出电流略有上升。总的来说，组件温度升高，其输出功率下降组件温度每升高 1 摄氏度，则功率减少 0.35 。⑷ 热斑效应在光伏组件中，如有阴影（树叶、鸟粪等）遮挡了组件的某一部分，或组件内部某一电池片损坏时，这些被遮挡和损坏的电池片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，不仅消耗功率还会发热，这就是热斑效应。这种效应能严重的破坏光伏电池，特别是在高电压大电流的电池方阵中，热斑效应会造成电池片破裂、焊带脱落、封装材料烧毁甚至引起火灾。总之，阴影产生的热斑效应会使组件的输出功率明显降低。虽然接线盒安装了二极管来减少阴影的影响，但如果低估阴影的影响，光伏系统的性能和投资收效都将大大降低。三、光伏组件的技术要求1. 在标准条件下。组件的实际输出功率符合标称功率要求；光电转换效率不小于 14 。2. 能正常工作 20～ 30 年，组件所使用的材料、零部件及结构在使用寿命上互相一致，避免因一处损坏而导致整个组件失效；3. 组件功率衰减在 20 年寿命期内不得低于原功率的 80 。4. 有足够的机械强度，能经受在运输、安装和使用过程中发生的冲突、振动及其他应力。5. 填充因子 FF 大于 0.65 ；正常条件下绝缘电阻不低于 200M Ω 。6. 四、光伏组件的检验测试这里，只列出光伏组件的一些基本性能指标与检测方法。1. 电性能测试在规定的标准测试条件下对太阳能电池组件的开路电压、短路电流、峰值输出功率、峰值电压、峰值电流及伏安特性曲线等进行测量。2. 电绝缘性能测试以 1KV 的直流电压通过组件边框与组件引出线，测量绝缘电阻，绝缘电阻要求大于2000M Ω ，以确保在应用过程中组件边框无漏电现象发生。3. 热循环实验将组件放臵于有自动温度控制、内部空气循环的气候室内，使组件在 -40～ 85℃ 之间循环规定次数，并在极端温度下保持规定时间，监测实验过程中可能产生的短路和断路、外观缺陷、电性能衰减率、绝缘电阻等，以确定组件由于温度重复变化引起的热应变能力。4. 湿热 - 湿冷实验将组件放臵于有自动温度控制、内部空气循环的气候室内，使组件在一定温度和湿度条件下往复循环，保持一定恢复时间，监测实验过程中可能产生的短路和断路、外观缺陷、电性能衰减率、绝缘电阻等，以确定组件承受高温高湿和低温低湿的能力。5. 机械载荷实验在组件表面逐渐加载，监测实验过程中可能产生的短路和断路、外观缺陷、电性能衰减率、绝缘电阻等，以确定组件承受风雪、冰雹等静态载荷的能力。6. 冰雹实验以钢球代替冰雹从不同角度以一定动量撞击组件，检测组件产生的外观缺陷、电性能衰减率，以确定组件抗冰雹撞击的能力。7. 老化实验。老化实验用于检测太阳能电池组件暴露在高湿和高紫外线辐照场地时具有有效抗衰减能力。将组件样品放在 65 ℃ 、光谱约 6.5 的紫外太阳下辐照，最后检测其光电特性，看其下降损失。