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如何通过组件IV曲线测试发现组件问题
03-19 16:56
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如何通过组件IV曲线测试发现组件问题_14

    如何根据组件IV曲线判断组件问题?IV曲线测试的目的:测量串开路电压(Voc)和短路电流(Isc)以及极性,Z大功率点电压(Vmpp)、电流(Impp)和峰值功率(Pmax)的测量,光伏组件/组串填充系数FF的测量,识别光伏组件/阵列缺陷或遮光等问题,积尘损失、温升损失,功率衰减、串并联适配损失计算等。
    IV曲线的基础概念:Voc开路电压;Isc短路电流;Vmpp Z大功率点电压;Impp Z大功率点电流;Pmax峰值功率。
    IV曲线的基础概念填充因子FF是太阳能电池品质的量度,定义为实际的Z大输出功率除以理想目标的输出功率(IscVoc),FF越大,太阳能电池的质量越高。FF的典型值通常处于60~85%,并由太阳能电池的材料和器件结构决定。
    影响IV曲线的因素:辐照度越大,短路电流越大,辐照度对于开路电压影响不大;
    影响IV曲线的因素:温度越高,开路电压越小,温度对短路电流影响不大;
    影响IV曲线的因素:温度一定的情况下,辐照度越高,组件输出功率越大;
    组件的IV曲线分析:STC状态下的组件电参数;
    组件的IV曲线分析:
IV曲线测试仪测试的数值转换到STC条件下的值和厂家出厂的datasheet值进行对比才有意义
    IV曲线测试步骤:确保待测组串和逆变器断开
    被测试组串应该隔离并连接到I-V曲线测试设备光伏组件测试仪
    根据被测试组件的特性、类型和数量对测试仪器进行设置。
    与I-V曲线测试仪相关的
辐照度计应安装成与阵列平面匹配,并对其进行检查以确保其不受任何局部遮光或反射光的影响。在使用参考电池装置的情况下,应对其进行检查,以确保其与被测阵列具有相同的电池技术,或者针对技术上的差异进行适当的修正。
    IV曲线测试步骤:
    I-V曲线测试仪使用电池温度探头时,它应与组件后部紧密接触,
    并且在朝向模块中心的电池中心,同时检查并且串Voc值在期望的范围内。
    在辐照度达到仪器要求值并稳定时开始测试
    IV曲线测试接线注意事项:参考组件和待测组件保持水平,背板温度传感器放置待测组件中心位置,辐照度不稳定时或过低时会影响STC换算。
    IV曲线评估:1、阶梯或凹陷;2、低电流;3、低电压;4、圆膝;5、竖直腿浅坡;6、水平腿陡坡。
    IV曲线评估-阶梯或凹陷:I-V曲线中的阶梯或凹陷表示被测试的阵列或组件的不同区域之间的不匹配情况,可能会有如下情况引起:
    阵列或组件局部遮挡;阵列或组件局部污渍或以其他方式遮蔽(比如雪等);PV电池片/组件损坏;旁路二极管短路。
    注意:即使组件中只有一个单元被部分遮蔽也可能会导致相关的旁路二极管导通,并在曲线中产生一个凹陷。
    IV曲线评估-低电流:许多因素可以导致预期电流和测量电流之间的变化,这些总结如下
    阵列原因:均匀污染,条纹遮挡(纵向组件),污垢坝(纵向组件),光伏组件劣化。
    建模原因:PV组件数据输入错误,错误地输入多个并联串。
    IV曲线评估-低电流:测量原因:辐照传感器校准或测量问题,辐射传感器未安装在阵列的平面中,I-V曲线测量时辐照度改变,反射效应导致辐照传感器记录偏高的辐照度,辐照太低或太阳太接近地平线。
    IV曲线评估-低电压:电压变化的潜在原因包括以下
    阵列原因:旁路二极管导通或短路;光伏串的组件数量错误;电势诱导衰减(PID);对整个电池片/组件/组串有明显的、均匀的遮挡。
    建模原因:错误地输入PV组件数据;错误输入串中的组件数目。
    测量原因:PV电池温度与测量值不同。
    IV曲线评估-圆膝:I-V曲线的膝盖的倒圆可能是老化过程的表现。在得出结论之前,检查I-V曲线的水平和垂直腿的斜率。如果它们已经改变,则会在膝盖的形状中产生视觉上类似的效果。
    IV曲线评估-竖直腿中的浅坡:Z大功率点(Vmpp)和Voc之间的I-V曲线的后一部分的斜率受到对被测电路的串联电阻的影响。增加的电阻将减小曲线的该部分中的斜率的陡度。
    串联电阻增加的潜在原因包括:光伏配线损坏或故障(或电缆尺寸不足),组件或阵列互连处故障(连接不良),组件自身串联电阻增加(电池片连接导致高阻或接线盒老化腐蚀)
    当使用长电缆测试阵列时,这些电缆的电阻将影响曲线形状,并可能对曲线产生影响,建议使用四线法测量。
    IV曲线评估-水平腿的陡坡:I-V曲线上部的斜率变化可能是由于:PV电池中的分流路径;组件Isc不匹配;锥形阴影或污垢(例如污垢坝)。
    如何利用IV曲线测试仪快速定位问题组件:测量组串发现曲线有台阶;依次遮挡单个组件,短路电流会下降,但曲线台阶基本不变;当遮挡到某个组件发现曲线正常时,可判断此组件有问题。