如何避免光伏组件产生隐裂

分析了隐裂对光伏组件中电池片互联失效的影响,按隐裂造成电池片潜在的互联失效的风险大小进行了分类,运用鱼骨图法分析隐裂产生的原因。保证可靠的焊接质量和避免组件受力产生形变是避免光伏组件产生隐裂的基本原则。     

局部阴影条件下光伏组件的输出特性研究

为研究局部阴影对光伏组件输出特性的影响,本文以320 W单晶硅光伏组件为研究对象,利用软件模拟方法研究组件在不同遮挡比例和不同遮挡方式下的输出特性,并通过现场实验对模拟结论进行验证。研究结果表明,光伏组件内任意一块电池片的遮挡均会导致整个组件输出功率衰减,当电池片被遮挡面积大于50%时,组件输出功率降低1/3;组件中处于同一旁路二级管内的电池片被遮挡时,不论被遮挡的电池片数量是多少,均会导致约29%的组件功率衰减;组件被局部阴影纵向贯穿遮挡时的输出功率比横向贯穿遮挡时提高约216 W。     

210 mm大尺寸硅片光伏组件和组串式逆变器的匹配性研究

将采用210 mm大尺寸硅片的光伏组件(下文简称为“210 mm硅片光伏组件”)串联成的两个光伏组串输入1个最大功率点追踪(MPPT)时，光伏组串的输出电流会大于MPPT的输入电流，从而产生限流损失。针对当前210 mm硅片光伏组件与现有组串式逆变器之间不匹配导致的限流损失、过载损失问题，首先利用PVsyst仿真软件对3种逆变器设置模式时逆变器的限流损失和过载损失情况进行模拟，从中选取最优的逆变器设置模式；然后模拟分析采用“多MPPT+power sharing”逆变器设置模式时，组串式逆变器在不同太阳能资源区和不同容配比下的限流损失和过载损失情况。模拟结果显示：对于1个MPPT的最大输入电流为30 A的组串式逆变器而言，其限流损失随容配比增大有先增后减的趋势，当容配比较大时则以交流输出端过载损失为主。因此，在进行光伏组件和组串式逆变器选型时，应根据二者的最新发展情况，选用合理的配置，避免限流损失和过载损失，以提升光伏电站的收益。     

太阳电池隐裂纹处电弧的初步研究

对隐裂的太阳电池片进行反向加压测试,电压在7 V左右即可在电池片裂纹附近金属栅线上产生电弧,电弧持续时间从几秒至几十秒不等,起火后可观测到正面栅线被熔融的同时背场被击穿。测试成品起火花隐裂片组件小样,裂纹附近产生电弧,密封材料EVA分层,背板鼓包。本文主要研究隐裂电池片在电池端电弧起火现象及组件小样端的情况。     

不同标称功率光伏组件替换使用时的模型研究

针对某类光伏组件无备件更换时替换成其他标称功率光伏组件使用的可行性进行研究,通过Matlab软件仿真模拟不同标称功率光伏组件串联后的输出特性曲线,以实物实验来验证效果;并对不同标称功率光伏组件构成的光伏组串运行时的温度进行测试,用于判断光伏组件是否存在发热烧坏的情况。结果显示：1)采用不同标称功率光伏组件形成的光伏组串的I-U曲线和P-U曲线均在达到最大值之前出现了一个拐点,曲线不如采用相同标称功率光伏组件时的平滑。2)当两块较大标称功率光伏组件串联时,其中一块被替换为较小标称功率光伏组件后,其整体的最大输出功率会降低,但输出功率的这种变动不影响光伏组件的正常使用;而当两块较小标称功率光伏组件串联时,其中一块被替换为较大标称功率光伏组件后,其整体的最大输出功率基本不变。由此可知,当相同标称功率的光伏组件备件不足时,最好替换的光伏组件不要与被替换光伏组件的标称功率差异太大,否则容易引起光伏组串较大的输出功率损失。3)低标称功率的光伏组件与高标称功率光伏组件串联后,光伏组件的表面温度在正常范围内,光伏组件可正常运行。该研究为光伏组件备件不足带来的困扰提供了解决方案。     

光伏组件积尘遮挡损失测试方法探究

系统分析积尘遮挡造成光伏组件发电功率损失的原因,总结一套简易可行的积尘遮挡损失测试方法。以广东某5.5 MWp分布式光伏发电系统为例,通过测试组件清洗前、后的最大功率来获得组件的积尘遮挡损失。结果表明,4个不同组串上抽测组件的平均积尘遮挡损失分别为1.5%、1.3%、1.4%、4.5%,组件积尘遮挡损失的大小与表面积尘程度高度一致,证实了该测试方法的有效性。     

串并联结构太阳电池组件功率仿真及试验研究

结合实际生产特点,将太阳电池组件分为3个区域,通过改变连接方式以实现串联或串并联结构,构建太阳电池组件测试系统。通过数值模拟和试验验证,分析这两种拓扑结构在不同光照阴影下的最大输出功率特点。实测结果表明,在正常情况下,串联和串并联结构最大输出功率基本相同;当某区域有一片被遮挡时,串并联结构比串联结构大9.4%;当某两个区域中各有一片被遮挡时,串并联结构比串联结构大49.1%,当3个区域均有一片电池片被遮挡时,串并联结构比串联结构小5%。研究结果表明,在有部分光照阴影时,串并联结构比串联结构有更大的功率输出。     

智能优化器应用解决方案初探

主要研究在各种失配场景下,智能优化器对减少功率损失的作用。对已投运2年和7年的两个屋顶电站部分组件加装智能优化器,对比智能优化器对发电量的影响,发现智能优化器对由组件本身参数引起的组串失配的作用主要取决于电站运营时间长短;对电站人为制造部分阴影遮挡后加装智能优化器,发现智能优化器对由阴影遮挡引起的组串失配的作用主要与遮挡面积、遮挡位置、辐照度及组件漏电流等有关。     

部分遮挡条件下CIGS组件性能实验研究

由于铜铟镓硒(CIGS)组件在遮挡条件下的输出性能明显不同于晶硅组件,因此文章设计了24组遮挡实验,对不同条件下CIGS组件的输出性能进行研究。经过研究发现:当CIGS组件中全部子电池的部分区域被遮挡时,该组件的峰值输出功率损失比例与遮挡面积比例基本一致;由于CIGS组件的反向击穿电压较低,因此当该组件的部分子电池被全部遮挡时,被遮挡的子电池会被击穿导通,该组件能够向外输出功率,但峰值输出功率损失与遮挡面积不呈线性关系;当CIGS组件部分子电池的部分区域被遮挡时,Y方向遮挡尺寸对组件峰值输出功率损失的影响大于X方向。     

SiN_x减反射层对组件抗PID能力影响

利用管式PECVD工艺,通过调整气体流量比,得到减反射性能较佳的双层SiN_x:H膜电池片,再对电池片封装成的光伏组件进行96 h、300 h的PID实验,得出较佳的抗PID工艺。实验结果表明,当折射率2.05时,电池片的抗PID效果较差,当折射率2.16时,抗PID效果显著;即减反射层工艺为达到较高的光电转化效率并同时满足抗PID效果,控制SiN_x膜电池片的折射率为2.16±0.02;即淀积1的较佳流量比NH3/SiH4为4.83,淀积2的较佳流量比NH_3/SiH_4为13.33,在此配比下电池片外观正常,电性能稳定性较好,同时组件抗PID测试300 h后衰减5%。     

局部阴影遮挡的太阳电池组件输出特性实验研究

结合太阳电池双二极管与雪崩击穿效应数学模型,设计太阳电池组件遮挡实验,并对组件性能进行实际测试。分别在有、无旁通二极管两种情况下,分析比较单片太阳电池小比例(1%～10%)、大比例(10%～100%)遮挡及多片电池阴影遮挡的太阳电池组件输出的I-V及P-V特性曲线。结果表明,有、无旁通二极管情况下,组件单片电池被遮挡1%～10%,整个组件输出功率下降比例均不超过2%,同一串电池片之间可允许存在小的功率差异或表面辐照强度差异(<5%)。同组件无旁通二极管多个电池遮挡实验显示,电池出现热斑效应时会被反向击穿,实验组件击穿电压约15V,为避免热斑损害,组件中应对少于15/0.6=25片串联电池并联一个旁通二极管。     

晶体硅光伏组件抗PID机理研究

从封装材料和电池片两方面对引发晶体硅光伏组件的电位诱发衰减现象的主要因素进行研究,通过实验分析得出引起该现象的关键因素和产生机理。通过优化电池片工艺及优化封装材料两种措施来消除该因素的影响,最终通过改变封装材料和优化电池片表面钝化层的方式分别制备两类具有抗电位诱发衰减性能的晶体硅光伏组件,其在-1000 V、85℃、85%相对湿度条件下大于1000 h的测试后,两类组件功率衰减都小于3%,组件的电位诱发衰减现象得以消除,光伏组件的抗电位诱发衰减性能大幅提升。     

局部阴影条件下光伏组件性能实验研究

局部阴影遮挡严重影响光伏组件的输出特性,通过光伏组件的变比例遮挡以及特定比例下变化遮挡部位的方式对上述问题开展实验研究。研究表明:光伏组件受到阴影遮挡的比例越大,输出特性越差,10%为遮挡比例的转折点,超过之后特性曲线下降斜率陡增,当组件被遮挡20%以上时,最大输出功率Pm接近于零,特性曲线已不完整。分析10%遮挡面积下不同遮挡方式对输出特性和发电量的影响,光伏组件的Pm随单体电池被遮挡比例的增加而减小,给出不同遮挡方式下组件的功率损失。     

浅析光伏组件隐裂产生的途径

以光伏组件的隐裂为研究对象,对隐裂产生的原因和途径进行系统地分析,为光伏组件生产及安装时对隐裂的质量控制提供了参考。     

组串不同接线方式对光伏组件发电量的影响分析

研究了单面和双面光伏组件的组串分别采用C字形和一字形接线方式时的发电特性。实证电站的结果表明:在为期1年的测试周期里,单面光伏组件组串采用C字形接线方式时每kW的全年发电量比采用一字形接线方式时的高0.12%;而双面光伏组件组串采用C字形接线方式时每kW的全年发电量比采用一字形接线方式时的高0.26%。利用PVsyst软件模拟组件发电量,并与实证数据进行比较,结果发现,模拟结果和实证数据的趋势一致。同时研究了组串不同接线方式时影响双面光伏组件发电量的3个主要因素。     

光伏组件表面积尘及立杆阴影对电站发电功率影响的测试分析

以蚌埠2MW光伏电站为例,针对光伏组件表面积尘、立杆阴影对电站发电功事影响进行测试.实测数据及分析结果表明:20d的表面积尘使光伏组件串的发电功事减少24%,平均每天降低1.2%;遮挡面积不足光伏组件串面积5%的立杆阴影,使组件串的工作电流减小17%以上.     

局部阴影遮挡下大尺寸光伏组件的输出特性研究

以太阳电池尺寸为210 mm×105 mm、电路结构为并串结构的大尺寸光伏组件为例，首先分析单片太阳电池不同阴影遮挡比例时的情况，然后分析光伏组件6种不同阴影遮挡比例和18种典型阴影遮挡位置和形状对大尺寸光伏组件输出特性的影响。结果表明：随着单片太阳电池阴影遮挡比例不断增大，二极管始终未导通，但光伏组件的最大功率逐渐降低，最后降至初始功率的2/3；阴影遮挡比例对采用并串电路结构的大尺寸光伏组件的I-V特性的影响是非线性的。对于整块光伏组件而言，阴影遮挡比例越大，光伏组件的最大功率越小；在同一阴影遮挡比例下，集中阴影遮挡对光伏组件最大功率损失的影响更大。     

不同形式组件自然积灰量及其对发电量影响的研究

以特变电工哈密863实验电站的便利条件为基础,经过7~10月份的自然积灰后,先量取各跟踪形式方阵中组件的积灰密度,再清洗部分组串上的积灰,对比经过清洗和未清洗的组件的并网功率以及不同积灰情形下组串的I-V曲线。结果表明:积灰量与跟踪形式和组件倾角有很大关系;跟踪形式也显著改变了积灰对组件并网功率的影响;积灰条件下,砷化镓聚光组件的发电量下降更加明显。     

无主栅太阳电池多线串接技术研究

无主栅太阳电池是在常规太阳电池的基础上,通过缩短载流子输运路径来减小串联电阻,从而增加正面受光面积、提高组件功率,以提高短路电流、减少栅线印刷银浆使用量来降低生产成本而设计的新型太阳电池。本文主要研究了采用低温压接方式进行无主栅太阳电池的多线串焊工艺,开发了适用于无主栅太阳电池串接的低熔点圆形镀层焊带材料,并通过对无主栅太阳电池正面金属化图形的优化达到可靠的串接效果;同时进行无主栅光伏组件封装,对比分析无主栅技术对晶体硅光伏组件封装损失的影响;研究了无主栅太阳电池结构与圆形镀层铜丝的匹配性、焊料镀层分布的均匀性、复合膜与电池定位的精准性等对无主栅光伏组件封装过程中功率损失的影响。     

光伏组件隐裂特性的研究进展(上)

总结晶体硅电池隐裂的研究进展,给出相关测试标准,探讨隐裂探测方法和相关标准中的载荷测试,研究分析在电池生产和电站运行过程中可能造成隐裂和隐裂扩展的原因,并给出隐裂解决方案。通过研究隐裂的特性和测试方法,来降低组件发生隐裂的概率,从而保证组件的可靠性和使用寿命。