当前位置:首页 > 光伏资讯 > 光伏市场 > 正文

让你全方位了解太阳能光伏组件

来源:王淑娟发布时间:2016-09-18 10:04:23作者:王淑娟

毫无疑问,光伏组件光伏电站最重要的设备之一!本文将对光伏组件进行全方位的介绍。

光伏组件的分类

光伏组件的转化效率

1功率

我们常说,采用255Wp光伏组件。下表的“p”为peak的缩写,代表其峰值功率为255W。所有的技术规格书中都会标注“标准测试条件”的。下图为常州天合的光伏组件技术规格书一部分(250W,下同)。

只有在标准测试条件(STC条件,辐照度为1000W/m2,电池温度25℃,AM=1.5)时,光伏组件的输出功率才是“标称功率”(250W)。当辐照度和温度变化时,功率肯定会变化。另外,功率误差为正负3%,说明组件的实际功率是242.5~257.5W都是增长的。不过,这个组件的功率偏差为正偏差3%。

在非标准条件下,光伏组件的输出功率一般不是标称功率,下图为NOCT条件下标称功率为250W、255W的参数。

辐照度为800W/m2,电池温度20℃时,250W的组件输出功率只有183W,为标况下的73.2%。

2光电转化效率

1)效率的计算方法

理论上,尺寸、标称功率相同的组件,效率肯定是相同的。光伏组件是由电池片组成,一块光伏组件通常由60片(6×10)或72片(6×10)电池片组成,面积分别为1.638 m2(0.992m×1.652m)和3.895 m2(0.992m×1.956m)。

辐照度为1000W/m2时,1.638 m2组件上接收的功率为1638W,当输出为250W时,效率为15.3%,255W时为15.6%。

2)国家标准对效率的要求

根据2月5日国家能源局综合司颁布的《关于征求发挥市场作用促进光伏技术进步和产业升级意见的函》(国能综新能[2015]51号)规定:

自2015年起,享受国家补贴的光伏发电项目采用的光伏组件和并网逆变器产品应满足《光伏制造行业规范条件》相关指标要求。其中,多晶硅电池组件转换效率不低于15.5%,单晶硅电池组件转换效率不低于16%。多晶硅、单晶硅、薄膜电池组件自投产运行之日起,一年内衰减率分别不高于2.5%、3%、5%。

2015年,“领跑者”先进技术产品应达到以下指标:单晶硅光伏电池组件转换效率达到17%以上,多晶硅光伏电池组件转换效率达到16.5%以上,转换效率达到10%以上薄膜光伏电池组件以及其他有代表性的先进技术产品。国家通过组织光伏发电基地、新技术示范基地等方式组织实施。

以常用的60片的多晶硅光伏组件为例,不同规格的转换效率如下表。

因此,2015年以后,要获得国家补贴就必须使用255W以上的光伏组件;270W以上的光伏组件才能算“领跑者”。

3电压与温度系数

电压分开路电压和MPPT电压,温度系数分电压温度系数和功率温度系数。在进行串并联方案设计时,要用开路电压、工作电压、温度系数、当地极端温度(最好是昼间)进行最大开路电压和MPPT电压范围的计算,与逆变器进行匹配。

影响光伏组件出力的几个因素

1热斑效应

一串联支路中被遮蔽的太阳电池组件,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,被遮蔽的太阳电池组件此时会发热,这就是热斑效应。

这种效应能严重的破坏太阳电池。有光照的太阳电池所产生的部分能量,都可能被遮蔽的电池所消耗。而造成热斑效应的,可能仅仅是一块鸟粪。

为了防止太阳电池由于热斑效应而遭受破坏,最好在太阳电池组件的正负极间并联一个旁路二极管,以避免光照组件所产生的能量被受遮蔽的组件所消耗。当热斑效应严重时,旁路二极管可能会被击穿,令组件烧毁,如下图(图片来自于TUV-Rheinland)。

2PID效应

电位诱发衰减效应(PID,PotentialInduced Degradation)是电池组件长期在高电压作用下,使玻璃、封装材料之间存在漏电流,大量电荷狙击在电池片表面,使得电池表面的钝化效果恶化,导致组件性能低于设计标准。PID现象严重时,会引起一块组件功率衰减50%以上,从而影响整个组串的功率输出。高温、高湿、高盐碱的沿海地区最易发生PID现象。

造成组件PID现象的原因主要有以下三个方面:

1)系统设计原因:光伏电站的防雷接地是通过将方阵边缘的组件边框接地实现的,这就造成在单个组件和边框之间形成偏压,组件所处偏压越高则发生PID现象越严重。对于P型晶硅组件,通过有变压器的逆变器负极接地,消除组件边框相对于电池片的正向偏压会有效的预防PID现象的发生,但逆变器负极接地会增加相应的系统建设成本;

2)光伏组件原因:高温、高湿的外界环境使得电池片和接地边框之间形成漏电流,封装材料、背板、玻璃和边框之间形成了漏电流通道。通过使用改变绝缘胶膜乙烯醋酸乙烯酯(EVA)是实现组件抗PID的方式之一,在使用不同EVA封装胶膜条件下,组件的抗PID性能会存在差异。另外,光伏组件中的玻璃主要为钙钠玻璃,玻璃对光伏组件的PID现象的影响至今尚不明确;

3)电池片原因:电池片方块电阻的均匀性、减反射层的厚度和折射率等对PID性能都有着不同的影响。

上述引起PID现象的三方面中,由在光伏系统中的组件边框与组件内部的电势差而引起的组件PID现象被行业所公认,但在组件和电池片两个方面组件产生PID现象的机理尚不明确,相应的进一步提升组件的抗PID性能的措施仍不清楚。

3电池片隐裂

隐裂是电池片的缺陷。由于晶体结构的自身特性,晶硅电池片十分容易发生破裂。晶体硅组件生产的工艺流程长,许多环节都可能造成电池片隐裂(据西安交大杨宏老师的资料,仅电池生产阶段就有约200种原因)。隐裂产生的本质原因,可归纳为在硅片上产生了机械应力或热应力。

近几年,晶硅组件厂家为了降低成本,晶硅电池片一直向越来越薄的方向发展,从而降低了电池片防止机械破坏的能力。

2011年,德国ISFH公布了他们的研究结果:根据电池片隐裂的形状,可分为5类:树状裂纹、综合型裂纹、斜裂纹、平行于主栅线、垂直于栅线和贯穿整个电池片的裂纹。

图:晶硅电池隐裂形状

不同的隐裂,对电池片功能造成的影响是不一样的。对电池片功能影响最大的,是平行于主栅线的隐裂(第4类)。根据研究结果,50%的失效片来自于平行于主栅线的隐裂。45°倾斜裂纹(第3类)的效率损失是平行于主栅线损失的1/4。垂直于主栅线的裂纹(第5类)几乎不影响细栅线,因此造成电池片失效的面积几乎为零。

有研究结果显示,组件中某单个电池片的失效面积在8%以内时,对组件的功率影响不大,组件中2/3的斜条纹对组件的功率稳定没有影响。

光伏组件性能的检测

光伏电站运行一段时间后,需要进行检测,来确定光伏电站的性能。涉及光伏组件的,主要包含以下项目。

1功率衰减测试

光伏组件运行1年和25年后的衰减率到底有多少?25年太久,现在可能还没有运行这么长时间的电站。按国家标准,晶硅电池2年的衰减率应该在3.2%以内。但目前这个数据还真的很难说,原因有三:

1)光伏组件出场功率是用实验室标准光源和测试环境标定的,但似乎国内不同厂家的标准光源是存在一定的差异的。那在A厂标定的250W的组件,到了B厂,可能就是245W的组件的。

2)现场检测所用的仪器精确度较差,据说5%以内的误差都是可以接受的。用误差5%的仪器,测2%(1年)的衰减,难度有些大,结果也令人怀疑。

3)现场的测试条件跟实验室的相差较大,正好在1000W/m2、25℃的时间太少了!所以,就需要进行一个测试值向标准值的转化,而输出功率与辐照度仅在一个很小的区间内正相关。如图2所示,即使在800W/m2时,也不是正相关的。因此,在转化的时候,肯定存在误差。

另外,很多组件出场可能就是-3%的功率偏差,还没衰减,3%就直接没了……

特别声明:
凡本网注明来源: "索比光伏网或索比咨询"的所有作品,均为本网站www.solarbe.com合法拥有版权或有权使用的作品,未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用上述作品。

经本网授权使用作品的,应在授权范围内使用,并注明来源: "索比光伏网或索比咨询"。违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。
推荐新闻
更高含金量!正泰新能荣获EcoVadis集团层级金牌

更高含金量!正泰新能荣获EcoVadis集团层级金牌

12月5日,在国际知名的EcoVadis可持续发展评估中,正泰新能及其子公司以优异成绩荣获集团级别(group)金牌,超过全球95%的企业,跻身EcoVadis全球榜单顶尖行列,其中环境、劳工与人权以及可持续采购三个单项均获得了80分的优异成绩。这一成就不仅标志着正泰新能在可持续发展道路上的领先地位,也展示了其在全球光伏行业中的卓越影响力。

正泰新能光伏组件
2024-12-06
SEG Solar助力德州史密斯中学彩虹跑,共绘多彩未来

SEG Solar助力德州史密斯中学彩虹跑,共绘多彩未来

2024年11月21日,由美国领先光伏组件制造商SEG Solar(以下简称“SEG”)赞助的德州史密斯中学年度彩虹跑活动在山姆休斯敦赛马公园圆满举行。此次活动筹集的资金将用于完善学校教具设施和丰富教材种类,进一步推进当地青少年教育的全面发展。

SEG光伏组件
2024-12-06
晶澳组件多场景质量保证(三):直面干热挑战,征服沙漠极境

晶澳组件多场景质量保证(三):直面干热挑战,征服沙漠极境

在前面探讨了晶澳DeepBlue 4.0 Pro系列组件在湿热、极寒等各类环境下的卓越表现之后,本期我们将重点聚焦光伏组件如何在干热环境下的沙戈荒等地区保持高质量、高可靠及高发电水平。

晶澳科技光伏组件
2024-11-29
共探产品力提升 | 正泰新能出席PV ModuleTech Europe

共探产品力提升 | 正泰新能出席PV ModuleTech Europe

当地时间11月26日至27日,由PV-Tech主办的欧洲专业光伏论坛PV ModuleTech Europe 2024在西班牙这片光伏热土举行,本次大会汇聚了全球光伏尖端人才,共同探讨欧洲光伏市场未来前景。正泰新能凭借着在光伏组件领域的长期耕耘积累,受邀出席本次盛会。

正泰新能光伏组件
2024-11-28
阳光电源与CREC签署1.5 GWh电池储能协议

阳光电源与CREC签署1.5 GWh电池储能协议

12月6日,阳光电源宣布与Citicore Renewable Energy Corporation(CREC)签署了一项具有里程碑意义的1.5 GWh电池储能(BESS)协议。此次合作,标志着迄今为止东南亚最大的储能供应协议。阳光电源的储能解决方案将集成到CREC的光伏项目中,提高菲律宾可再生能源的效率和可持续性。

阳光电源电力光伏电站
2024-12-09
全国首座HPBC 2.0分布式光伏电站成功并网

全国首座HPBC 2.0分布式光伏电站成功并网

近日,坐落于黑龙江省伊春市的龙飞木制品厂光伏电站成功并网,标志着全国首座HPBC 2.0分布式光伏电站建设完成,正式进入投运阶段。

隆基绿能HPBC2.0分布式光伏电站
2024-12-06
BNEF研讨会:天合光能与行业共绘光储融合与新能源制氢蓝图

BNEF研讨会:天合光能与行业共绘光储融合与新能源制氢蓝图

12月3日,天合光能与彭博新能源财经联合主办《光储协同应用展望与新能源制氢趋势探讨》的主题研讨会圆满落幕。来自彭博新能源财经、中国化学与物理电源行业协会、中国电建华东勘测设计研究院新能源公司、中国能建华东电力设计院新能源公司、SynVista Energy和天合光能的行业专家,围绕光储融合和新能源制氢展开探讨。他们一致肯定储能在新能源电站中的作用,并认为通过科学规划和市场化运作,光储融合将迎来新一轮发展。

天合光能源网荷储一体化光伏电站
2024-12-06
内蒙古自治区2024年首座村级光伏帮扶电站并网发电

内蒙古自治区2024年首座村级光伏帮扶电站并网发电

11月29日,随着内蒙古电力集团锡林郭勒正镶白旗道西庙110千伏变电站工作人员完成合闸操作,正镶白旗村级光伏电站顺利并网,成为内蒙古自治区2024年首座并网发电的村级光伏帮扶电站。

光伏电站
2024-12-05
CPIA:光伏组件市场变化及发展趋势

CPIA:光伏组件市场变化及发展趋势

2019年,我国组件产量约为98.6GW,同比增长17%。龙头企业产能持续扩充,组件产量超过2GW的企业有13家,其中排名前五的企业产量约为42.2GW,约占全国总产量的42.8%,同比增长4.4个百分点,集中度进一步提高。即将发布

光伏发电光伏组件市场单面组件
2020-03-06
返回索比光伏网首页 回到让你全方位了解太阳能光伏组件上方
关闭
关闭