光伏封装材料对组件性能的影响分析

通过光伏组件不同封装材料和封装方式的常规测试及老化测试对比．讨论了不同材料和不同封装方式对光伏组件性能的影响差异，重点分析了PIB封装密封材料在组件封装中的作用及其对组件的影响。     

光伏组件封装胶膜的种类及交联度的研究

为了应对全球气候变暖的问题，多国政府制定了碳达峰、碳中和的目标（下文简称为“‘双碳’目标”）和计划。太阳能作为一种清洁的可再生能源，是世界能源转型的重要方向之一。光伏组件作为光伏发电系统中的核心部分，将在“双碳”目标中起着至关重要的作用。概述了目前市场上主流的光伏组件封装胶膜的种类，对封装胶膜的分子结构、交联机理、交联特性、交联度的影响因素进行了介绍，分析了交联度对光伏组件性能的影响，并对封装胶膜今后的发展方向和发展趋势进行了展望。在全球光伏发电装机容量增长前景明确、光伏组件整体需求增大和渗透率提升的背景下，光伏组件封装胶膜的市场需求将会不断提升，并将不断研发出与新太阳电池技术相匹配的功能性封装胶膜。     

基于不同胶膜封装的n型双玻TOPCon光伏组件的可靠性研究

胶膜是光伏组件封装时的关键材料,其性能的优劣将直接影响光伏组件输出功率的大小和使用寿命。采用两种不同的胶膜封装n型TOPCon光伏组件,并通过湿热、热循环、电势诱导衰减(PID)测试,研究两种胶膜封装的光伏组件的电性能和可靠性。实验结果表明：正、背面均采用聚烯烃弹性体(POE)胶膜的光伏组件较正面POE胶膜+背面聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物(EVA)胶膜的光伏组件最大功率高2.2 W,光电转换效率高0.08%;正、背面均采用POE胶膜的光伏组件在经过湿热、PID测试后输出功率衰减也低于正面POE胶膜+背面EVA胶膜的光伏组件。POE胶膜可在一定程度上降低出现PID现象的风险,在很大程度上延长光伏组件的使用寿命,因此越来越多的双玻光伏组件开始使用POE胶膜。     

光照恢复处理对采用不同封装材料的p型PERC双面光伏组件PID的影响

根据IEC 61215:2021系列标准中的测试序列,在对p型PERC双面光伏组件进行PID测试后,再对其背面进行光照恢复处理,用于观察采用不同封装材料时该类光伏组件的输出功率衰减情况.当以EVA胶膜作为封装材料时,在光伏组件背面观察到2种PID机理,分别是因减反射/钝化层的极化引起的光伏组件输出功率衰减(PID-p)...     

光伏组件PID失效与DH失效的微观分析研究

对电势诱导衰减(potential induced degradation,PID)测试和湿热(damp heat,DH)测试后失效的光伏组件进行破拆,根据电致发光(electroluminescence,EL)测试结果,选取EL图像显示的不同明、暗区域(正常区域、异常区域)的太阳电池作为测试样品,并对其表面进行扫描电...     

积灰对光伏组件发电性能影响的研究

提出了一种评估积灰对光伏组件发电性能影响的有效方法及其数学模型。该方法通过监测光伏发电效率和光伏组件连续积灰的灰尘密度值,建立了输出功率退化数学模型,从理论上说明光伏组件表面积灰对发电效率的影响,为定量研究灰尘影响发电效率提供了理论支撑。搭建了试验平台进行试验研究,验证了输出功率退化数学模型的精度。     

非正常功率衰减光伏组件的发电量分析与研究

光伏组件是光伏电站的关键部件,其功率衰减将造成光伏电站的整体发电量下降,影响电站的效益。通过对连接有正常功率衰减光伏组件和非正常功率衰减光伏组件的2台逆变器的发电量数据进行分析,得出了非正常功率衰减光伏组件的衰减规律及衰减程度,可为以后深入研究提供参考。     

光伏组件选型对光伏系统发电量的影响

深入研究了不同种类光伏组件在不同天气条件下的发电特性以及相同种类不同厂家光伏组件的发电特性。实验结果表明不同种类太阳电池在不同季节的发电特性存在明显差异。晶体硅和CIGS(铜铟镓硒)电池冬季发电量明显高于硅薄膜电池,最多可多发电10%左右;随时间推移,三者之间的差异先逐渐减小后增加,到夏季硅薄膜反超多晶硅和CIGS,最多可多发电20%左右。同时,结合光辐照度、温度、湿度等天气资料,测试结果表明:晶体硅和CIGS更适合辐照量高、温度低、湿度小的中国北部地区;硅薄膜在辐照度不高、温度高、湿度大的中国南部大部分地区具有更高发电量。     

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。     

光伏组件表面积灰对其发电性能的影响

利用计算机模拟的方法对有灰尘沉积的光伏组件输出性能进行研究,采用MATLAB／SIMULINK模拟灰尘沉积对光伏组件输出性能的影响,得到不同灰尘沉积情况下的光伏组件的输出特性曲线,由特性曲线可以看出,随着灰尘沉积的增多,最大功率点功率下降明显。在理论研究的基础上,搭建实验平台进行实验研究,结果证明仿真结果是有效可信的。     

解决光伏电站组件的抗潜在电势诱导衰减效应的方法

针对光伏电站组件特有的潜在电势诱导衰减(PID)效应,从光伏电站电气和环境诱因等方面介绍了组件功率衰减的机理,研究了组件PID的再恢复效应和方法。在此基础上,开发了一种适合用于集中式光伏电站的抗PID专用设备,可用于已建成电站的系统升级和改造,使组件在现场实现性能恢复,避免再次衰减,介绍了设备的技术指标、电路结构。实验结果证明,该设备具有良好的实用性和可靠性。     

高辐照度对高效光伏组件性能影响的研究

研究了高辐照度下的光谱辐照度分布及其与太阳电池的匹配性,通过测试辐照前后太阳电池的光电转换效率、外量子效率(EQE)、反射率、栅线形貌,对比分析了高辐照度、超高辐照度与标准辐照度对高效太阳电池性能影响的差异,并通过与光伏组件户外数据关联分析高辐照度对光伏组件性能的影响。研究结果显示：太阳电池在经受高辐照后,短路电流的下降幅度较为明显,而其下降主要是因为栅线氧化及钝化效果变差引起的复合损失;高辐照环境下最优的光伏组件类型建议选择n型双玻半片光伏组件。评估高效光伏组件在不同环境下的性能,有助于保证光伏组件成品性能的稳定可靠。     

不同技术类型光伏组件的户外发电性能及衰减分析

对在广东省顺德地区(属于亚热带季风气候)运行的异质结(HIT)光伏组件、铜铟镓硒(CIGS)薄膜光伏组件、碲化镉(CdTe)薄膜光伏组件这3种不同技术类型的光伏组件的户外发电性能进行了比较,并对这3种光伏组件的功率衰减情况进行了定量分析.截至2019年12月,上述3种光伏组件的户外累计运行时间长达12年,其室内I-V特...     

冬季覆冰对光伏组件输出特性影响的实验研究

针对光伏组件冬季覆冰而导致其输出特性受到影响的问题,通过搭建单相闭环光伏发电实验平台,并基于12月份乌鲁木齐冬季室外环境,研究覆冰面积、覆冰厚度及覆冰倾角的改变对光伏组件输出功率及功率损耗率的影响规律.实验结果表明,当覆冰面积逐渐增加,光伏组件输出功率下降愈来愈迅速,填充因子增大,功率损耗率升高;随着覆冰厚度的逐步增大...     

交变温度场对光伏组件性能的影响研究

为探究高海拔荒漠地区交变温度对运行光伏组件输出特性的影响,文章采用三维Solidworks建模与有限元Ansys workbench仿真协同方法,基于青海省海西州电站所处环境温度特征,模拟单一光伏组件在交变温度下的瞬态传热过程,分析温度场分布情况.仿真结果表明:光伏组件模型温度呈梯度分布,热量由前面板至背板,中心至边缘...     

封装材料对太阳电池组件输出影响的初步研究

多晶硅太阳电池封装后输出通常会增大.同一种封装方法中用不同厂家的封装材料,例如玻璃、EVA和TPT对封装后的组件输出增大值不同.本文报道了进口的和国产的封装材料对封装后组件性能的影响.我们的研究结论是使用进口的封装材料封装的组件性能好于国产的.     

沙漠沙尘对光伏组件温度性能影响实验研究

通过选取不同积沙密度和沙尘粒径分别沉积在光伏组件表面,对光伏组件温度性能影响展开研究。结果表明:清洁光伏组件的背板温度高于积沙光伏组件的背板温度。当光伏组件表面的积沙密度不断增大时,光伏组件的温度呈现先下降后上升的趋势;当光伏组件表面的积沙密度小于等于35 g/m²时,影响温度的主要因素是遮挡而造成吸收辐射能的减小;当光伏组件表面的积沙密度增大至35 g/m²时,由遮挡而影响的温度降低幅度达到最大值,当组件表面积沙密度大于35 g/m²,表面积沙使组件的散热性能降低,热阻增大,背板温度上升;当组件表面的沙尘完全遮挡住太阳辐射时,组件的温度不会上升,此时组件温度与环境温度相接近;当光伏组件表面积沙粒径增大时,光伏组件的温度整体呈现先下降后上升的趋势,且在粒径为0.04～0.06 mm时光伏组件的温度最低,与清洁组件相比其温度降低的最大值为6.62℃,在沙尘粒径为0.3～0.4 mm时光伏组件的温度是积沙组件中温度最高的,与清洁组件相比其温度降低的最大值仅为2.3℃,温度降低的最小值仅为0.85℃。     

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%。     

雾霾对光伏组件输出特性的影响研究

该文通过数学建模研究雾霾相对湿度和质量浓度对辐照度的影响规律，并通过实验验证雾霾的相对湿度和质量浓度对辐照度和光伏组件输出功率的影响规律。实验结果表明：雾的相对湿度(RH)从23%上升至90%，辐照度下降52.17%，光伏组件输出功率下降46.5%，在相对湿度达到65%之后辐照度和功率下降幅度加快；霾质量浓度从18μg/m³增加至517μg/m³,RH=30%、50%、60%、75%、80%、90%时辐照度分别下降16.0%、25.0%、40.0%、74.4%、73.1%、68.6%，光伏组件输出功率分别下降21.8%、22.5%、35%、69.9%、70.1%、67.7%;RH从30%增加至90%，霾质量浓度为108、189、312、405、497μg/m³时辐照度分别下降60.0%、78.8%、800.%、85.1%、85.8%，光伏组件输出功率分别下降47.4%、73.3%、78.1%、82.5%、84.9%，随着RH的增大辐照度和输出功率的降幅在逐渐增大。关于雾的相对湿度和雾霾质量浓度对辐照度的影响进行数值模拟，...     

降低光伏组件最佳安装倾角对光伏发电系统发电量影响的研究

光伏发电系统采用固定支架运行方式时,一般依据系统所在地的经、纬度,太阳辐射量,气象资料,冬至日的阴影遮挡时间等边界条件计算出光伏组件的最佳安装倾角。研究了在保持总占地面积不变、交流并网功率无要求、满足项目投资内部收益率的情况下,可通过降低光伏组件的最佳安装倾角来增加光伏阵列的直流装机容量,从而提高光伏发电系统的发电量。