便携式I-V测试仪测试结果准确性的影响因素研究

采用便携式I-V测试仪在户外进行光伏组件最大功率测试时,测试结果会不同程度地受到外界因素的影响,从而使得到的光伏组件最大功率测试结果出现偏差.本文通过对比不同外界因素(比如:太阳辐照度、辐照计摆放位置、光伏组件工作温度及风速等)下测试得到的光伏组件最大输出功率值,分析不同外界因素对户外采用便携式I-V测试仪进行光伏组件...     

在户外条件下测量晶体硅组件最大功率的不确定度分析

依据地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型标准(IEC61215-2005)的要求,在户外自然光条件下,对地面用晶体硅光伏组件的I-V特性进行了测量;依据光伏器件实测特性的温度和辐照度修正方法标准(IEC60891-2009)对测得的电压、电流及最大功率进行修正,使其结果能回推到标准测试条件(STC)下。分析了产生测量不确定度的因素。通过计算得出回推到标准测试条件下的电压、电流及最大功率的标准不确定度和扩展不确定度。     

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。     

沙漠环境沙尘覆盖下的光伏组件输出特性研究

采取野外测试与实验室测试相结合的方法,对内蒙古库布齐沙漠环境下的光伏组件输出特性进行研究分析。结果显示:自然沙漠环境下,积尘时间和安装倾角对沙尘覆盖下的光伏组件的输出功率均有较大影响。光伏组件暴露在自然环境下10个多月不做人工清洗,其输出功率损耗率最大可达30%;与此同时,实验室的测试结果表明,随着组件表面积尘密度的增加,组件的转换效率呈对数衰减。     

光伏组件潜在诱导衰减的研究

光伏组件的潜在诱导衰减(PID)会减少光伏发电系统对外输出的电能,严重情况下会使光伏发电系统瘫痪,几乎无法对外输出电能。在温度为85℃和85%湿度的条件下,对单块光伏组件进行潜在诱导衰减效应的模拟测试,即组件的铝边框和输出端产生1000 V的电势差,每隔6 h测试组件的电致发光(EL)和I-V性能,老化时间持续了48 h。结果表明:该效应会使组件产生漏电,漏电程度随着实验持续的时间而变得严重。运用电容器原理去解释潜在诱导衰减产生的物理机制,前板采用亚克力板去制作新的光伏组件,能使组件的功率衰减控制在5%以内,完全具有抗PID的性能。     

多源异构信息融合光伏组件输出特性动态建模

针对应用广泛的载体运动发电中的载体运动状态对光伏组件输出特性的影响进行研究。通过构建多源异构信息融合光伏组件输出特性动态模型，实现了光伏组件运动机械参数与输出电参数的统一，获得光伏组件最大输出功率与载体运动状态参数间的耦合关系，并采用SIMPACK构建仿真系统进行实验，证明了方法的正确性，结果显示计算值与测量值最大偏差为0.67 W，最大相对偏差率为3.23%。所提方法可为运动载体下光伏组件最大功率点动态追踪控制方法提供理论依据，有助于实现光伏高效率零碳技术发电。     

沙尘沉降对光伏组件功率输出影响的实验研究

我国西北部是沙尘暴频发区域,光伏组件长期暴露在沙尘环境下,长时间的积尘严重影响了光伏组件的工作效率,导致输出功率降低。光伏组件安装倾角的变化会导致沙尘沉降质量和组件板面温度的变化,进而影响光伏组件的输出功率。通过沙尘沉降对光伏组件功率输出影响的实验研究,得到的结论能够为沙尘环境下太阳能光伏电站的建设和维护提供实验和理论支撑。     

沙尘对光伏组件表面冲蚀行为影响实验研究

文章根据野外沙漠的环境因素,基于气流挟沙喷射法,利用风沙冲蚀系统模拟沙漠的风沙环境,分析不同安装倾角、风速下,沙尘的冲蚀对光伏组件输出特性的影响,并采用扫描电子显微镜(SEM)观察光伏组件表面的冲蚀形貌。分析结果表明,光伏组件表面钢化绒面玻璃的冲蚀率随着冲蚀角的增加而增加,并在冲蚀角为90°时达到最大值。通过实验还发现,当冲蚀速度分别为25,30 m/s时,不同冲蚀角下,光伏组件的输出功率比未冲蚀光伏组件的输出功率分别降低了9.82%～16%,15.42%～24.46%,输出功率降低率的平均值分别为13%,19.39%。此外,通过比较发现,当冲蚀角为90°时,光伏组件的输出功率与未冲蚀光伏组件输出功率之间的差值较大,输出功率降低率的最大值为24.46%。     

基于I-V特性分析的晶硅光伏组件故障诊断

该文针对实际电站中的光伏组件故障,实地调研并收集多晶硅光伏组件中的一些常见故障类型,建立光伏电池的反偏模型,分析光伏组件失配下I-V输出特性的原因,测试不同故障类型光伏组件的I-V特性曲线,重点分析了玻璃碎裂组件I-V特性出现凸函数特征的原因,提取不同故障组件的故障特征,提出一种基于I-V特性的光伏组件故障在线诊断方法...     

高海拔荒漠地区硅电池板输出电流预测模型研究

摘要： 高海拔荒漠地区具有环境温度低并且日照强度高的气候特点,现有光伏组件模型无法实现精确预测。在分析硅电池板等效电路的基础上,计算得到了输出电流的预测模型。提出了硅电池板开路电压、短路电流、最大电流和最大电压的修正公式,从而建立起适用高海拔荒漠环境下的硅电池板输出电流预测模型。利用I-V曲线测试仪,在格尔木地区采集了单块多晶硅的I-U曲线和P-U曲线,并记录了实时的环境温度和日照强度。采用所提出模型对输出电流和功率进行预测,并与实验I-U曲线和P-U曲线对比。模型仿真与实测输出电流值和功率值的相对误差均小于9.8%,能较好地预测高海拔荒漠环境下的硅电池板输出电流和输出功率。     

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。     

基于模糊控制的光伏MPPT算法改进

基于模糊控制算法提出一种改进的最大功率点跟踪(MPPT)算法。观察光伏(PV)组件的功率-电压(P-V)特征曲线,在同一温度下,不同光照情况下的最大功率点近似在一条曲线上。通过对不同环境条件下的最大功率点进行拟合,由光伏组件的输出功率和环境温度可以得到一个用于模糊控制器输入的电压值。由于拟合曲线不一定精确,单独使用模糊控制追踪最大功率点存在误差。针对上述问题,在使用模糊控制使光伏组件的输出功率稳定在最大功率点附近后,再使用电导增量法(INC)追踪并稳定在最大功率点。通过Matlab仿真和硬件实验,验证改进算法的可行性。     

局部阴影下光伏阵列自适应MPPT方法研究

光伏阵列受局部阴影、个别光伏组件故障等影响,输出P-U特性呈多峰现象,此时传统最大功率点跟踪(MPPT)往往无法跟踪到真正的全局最大功率点(MPP)。为了避免由此导致的光伏阵列输出功率大幅度损失,在深入研究阴影条件下光伏阵列多峰功率特性的基础上,提出一种自适应全局MPPT方法。当光伏阵列的输出P-U特性发生变化时,该方法能自适应调整跟踪策略寻找到全局MPP。20 k Wp光伏阵列仿真实验和统计分析结果表明,该方法在超过90%的阴影案例中,能准确快速平稳地跟踪到真正的全局MPP,且对开路电压和短路电流估测误差具有鲁棒性。实验测试结果表明:该MPPT方法能在局部阴影发生前后跟踪到光伏阵列的全局MPP。由于原理简单、所需传感器数量少、MPPT跟踪性能优异,自适应MPPT方法具有较好的应用前景。     

镀膜玻璃对光伏组件户外输出性能的影响

通过对使用3M减反镀膜液的镀膜玻璃封装光伏组件及常规钢化玻璃封装光伏组件进行长期的户外功率跟踪测试后发现,使用3M减反镀膜液的镀膜玻璃在光伏组件户外长期使用过程中的功率增益要远高于在STC测试条件下的功率增益,并对其在光伏组件户外使用过程带来额外增益的机理进行了分析和探讨。同时,对减反涂层的机械性能及老化性能进行了研究。     

一种光伏电池最大输出功率的预测方法

光伏电池输出功率受温度和光强影响,且影响程度具有非线性特征。采用建立二维表的方式来预测光伏电池最大输出功率。该方法将预测功率转化为预测温度和光强,并根据温度和光强预测结果查表得到光伏电池最大输出功率。算例表明,文中所提出的方法能够较为准确地预测光伏电池最大输出功率。     

n型光伏组件的电性能测试技术研究

针对常规瞬态Ⅰ-Ⅴ测试仪(脉冲时间一般为5~20ms)在高效率、高电容的n型光伏组件测试时出现Ⅰ-Ⅴ曲线失真,从而导致开路电压、填充因子、最大功率出现偏差的问题,从电池结构和测试机理上出发,分析产生这种偏差的原因,提出解决该问题的关键方法。采用宽脉冲测试、分段测试等测试方法,对n型常规、IBC电池等n型光伏组件进行测试,研究不同测试方法和电池电容对n型光伏组件测试结果的影响,获得该类光伏组件电性能的精准测试方法,可解决n型高电容光伏组件的测试问题。     

便携式光伏组件I-V特性测试系统研究

基于GB/T 6495.3—1996《光伏器件第3部分:地面用光伏器件的测量原理及标准光谱辐照度数据》的相关要求,设计了便携式光伏组件I-V特性测试系统,该系统由数据采集单元、信号调理单元和软件处理单元组成,结构简单、操作方便,适用于单板光伏组件的室内外测量。实验结果表明,该系统能准确测试出I-V特性曲线,可为准确掌握光伏组件性能提供简单的测试手段。     

阴影遮蔽条件下光伏发电效率的增大方法

受阴影遮蔽影响,光伏阵列输出功率下降,功率曲线呈现多峰值,使传统的最大功率点(MPPT)算法失效陷入局部极值点。基于光伏电池的等效电路模型,在正常和有阴影遮蔽情况下对光伏组件串并联输出特性进行仿真,分析功率曲线上局部极值点的产生原因及变化规律。针对阴影遮蔽对光伏发电效率的影响,提出建立微型光伏发电系统,采用光伏组件间解耦的方法,跟踪每个光伏组件的最大功率点,使光伏发电效率达到最优。试验结果验证了该方法的可行性,为今后光伏电站的建设提供了指导。     

基于电压空间矢量180°解耦的开绕组双逆变器光伏发电系统无功补偿控制

为满足高压大功率光伏并网发电需求,研究了一种新型的开绕组双逆变器光伏发电系统拓扑结构。该拓扑中2组光伏阵列可独立工作在各自的最大功率点,有助于提高光伏系统的发电效率。但在遮挡或组件损坏等因素影响下,2组光伏阵列输出功率不平衡,会导致输出功率较大的光伏阵列所对应的逆变器产生过调制现象,导致并网电流波形变差。该文通过结合开绕组双逆变器光伏发电系统数学模型,介绍一种适用于开绕组双逆变器系统的控制方案来完成各组光伏阵列的最大功率输出,同时提出一种简单有效的无功补偿方案来避免过调制现象的发生。仿真和实验结果验证了所提方案的正确性。     

双面光伏组件I-V测试方法研究

主要研究双面光伏组件的电性能测试,通过选择6种不同的双面光伏组件,分别采用等效光强法、双面同步打光法以及公式法进行实验验证。通过实验发现:不同测试方法对同一块组件进行I-V测试的结果差异较大,但这种差异在不同类型组件测试中并不一致,所以3种测试方法并不能简单地等同。最后根据光伏组件应用场景分析,推荐使用SEMI的双面同步闪光法对双面光伏组件进行I-V测试。