纯干货！哪种组件在低辐照下能实现更高发电量？

来源：投稿发布时间：2024-10-29 10:23:21

在组串式逆变器替代集中式逆变器、单晶组件替代多晶组件、n型组件替代p型组件的过程中，我们经常听到厂商提到一个概念：弱光响应能力。简单说，就是在辐照偏低的情况下，原有产品(对照组)还没开始发电或发电量低，而新产品(实验组)已经开始发电，或实现更高的发电量。

对一套光伏系统，什么时候会需要弱光发电呢?有些光伏从业者的理解是“早晚时段”，也就是让系统更早启动，更晚关闭。对此，某组件企业技术人员表示，随着逆变器产品技术不断迭代，市场上主流组串式逆变器的启动电压已经很低，很多在200V甚至180V以下。从发电功率曲线看，对光伏系统发电量的影响其实非常小。事实上，考虑到多数地区的实时光照都低于标准条件，也就是说，研究光伏产品在辐照低于800W/m²，甚至低于500W/m²的情况下，怎样实现更高功率、更高发电量，这才更有意义。

(来源：Global Solar Atlas)

为什么不通过实证数据直接分析?不是不想，而是控制变量太难。众所周知，光伏电站发电量的影响因素非常多，硬件方面包括组件品牌、生产工艺和技术新老迭代情况、生产时间、产品尺寸、组件安装倾角、接线方式、线缆长度与型号等。除了上述设备因素，还需要考虑光照条件和阴影遮挡、数据采样位置(直流侧还是交流侧)、样品数量、采样周期、测试设备等多重因素，严格控制变量，才能得出准确结论，避免出现“数据打架、结论完全相反”的尴尬。

为了让更多读者、特别是电力投资企业的朋友能直观理解低辐照发电的奥义，避免被错误的数据干扰，我们决定尝试用原理、公式推导的角度，为大家答疑解惑。

首先，根据太阳能电池等效电路图，有一个公式(单二极管模型半导体公式)：

其中：

I和V分别是电池的电流、电压，I_pv和I₀是光生电流、暗饱和电流，R_s和R_sh分别是串联电阻、并联电阻。

n是二极管理想因子，k是玻尔兹曼常数，T是电池温度，q是基本电流。

如果交给技术专家，他会说：组件的实际输出的电流等于光生电流减去流过二极管的正向电流(暗电流)和旁路电阻Rsh消耗的电流的影响，并联可以理解为漏电流导致的损失的电流。并联电阻R_sh主要是由于p-n结不理想或在结附近有杂质造成的，这些因素可能导致结短路，特别是在电池边缘处。R_sh电阻反映了电池的漏电水平，理论上，漏电流可以归因于并联电阻。R_sh越大，漏电损失的电流越小，组件最终输出的电流就越大，对应的输出功率越大。

看不懂对吧?俺也一样。没关系，咱还有更简单的理解办法：

①小学数学知识，被除数不变，除数越小，商越大。

②小学数学知识，被减数不变，减数越大，差越小。

③初中物理知识，P=UI(功率=电压×电流)。电压、电流越大，功率就越大。

记住上面三条基础，我们很容易得出：

R_sh越大，越小;被减掉的越小，电池的输出电流就越大，那么无论电池还是组件，输出功率就越大。

那么问题来了，怎样增大R_sh，实现更高输出功率?主要是减少漏电流，这个又涉及到不同光伏电池的技术原理和制造工艺流程。

由于XBC电池需要把所有电极转移到背面，也就是说，正负极的隔离全靠无扩散的隔离槽，数量在上百条，而其他双面电极技术电池(比如TOPCon)的隔离为四个边缘的无扩散区，数量仅为4条，XBC电池隔离槽数量高出数十倍，出现漏电流的概率增加了数十倍。一旦在生产环节没有把控好，就可能出现更大的漏电流，分走原本的组件输出电流，影响功率。而在低辐照情景下，输出电流、漏电流都会下降，比如在辐照强度1000W/m²时，标称功率600Wp的TOPCon组件和XBC组件，功率都应该是600W，而当辐照降至200W/m²时，后者漏电流的占比更高，对发电功率的影响也更大，最终输出功率的降幅更大。

如果还不能理解，没关系，记住“XBC组件的开槽多数十倍、漏电通道增加、漏电流增大”这个基础，然后我们来打个比方。两个相同的水坝，A水坝的底部有2个漏水点，B水坝的底部有10个漏水点，漏水点的深度、直径都是一样的，单个漏水点的漏水速度一致。现在我们给两个水坝都加满，开始看漏水情况，1小时后，剩余水量记作X₁、X₂;然后控制水量，当两个水坝的水位都在50%的时候，开始第二次试验。受水压影响，在半满的情况下，两个水坝的漏水速度都会下降，1小时后剩余水量记作Y₁、Y₂，无论怎么看，Y₁-Y₂都会大于X₁-X₂，也就是漏水点越多，漏出的水越多，半满情况对余量的影响越大。