五大要素决定光伏组件发电量实证专业性
2022.03.27

3月24日,天合光能就户外发电性能,发布了一篇研究文章《210至尊组件“三大优势”稳拿更高发电量,春夏秋冬实证最优!》几日来,收到了行业媒体、业内人士的众多专业点评。关于如何科学开展一个系统发电量实证项目,小天整理总结出了其关键“五要素”,供业界同仁参考交流。

一、测试机构权威性

天合光能此次发布的常州和银川两个实证项目,分别位于光伏科学与技术国家重点实验室实证场地和国家光伏质检中心(CPVT)户外实证基地。
其中,光伏科学与技术国家重点实验室依托天合光能建设,是中国首批获得科技部认定的光伏企业国家重点实验室;CPVT则是国家国家质检总局批准成立的国家光伏产品第三方法定检测中心,是国内唯一拥有光伏全产业链产品检测能力的综合质检机构、国内最大的光伏产品国际国内认证一站式服务平台,检测服务覆盖了产业链前端(原辅材料)、中段(组件、部件)到后端(光伏电站)的所有产品。

 

二、测试周期完整性

影响光伏组件发电量的因素较多,比如温度、辐照、阴影遮挡(阵列间距导致前后排组件遮挡、周围建筑物、树木、异物遮挡)、逆变器损失、失配损失以及组件设计差异本身等等,发电量是受各方面因素影响的综合体现。
因此,为了衡量组件本身的发电能力,在实验设计上要科学合理,从地域上讲,不同地域会有不同的结果,应该从温度、辐照度、气候上选择比较典型的地点来衡量;从时间上讲,最好要是经历春夏秋冬四季一个周期,才能更好地表征在一个地域的完整表现。
天合光能在常州和银川两个项目的测试周期分别长达7个月(2020年9月-2021年3月)、11个月(2021年4月-2022年2月),采集数据经历四季,详实可信。

 

三、测试方法规范性

在做发电量实证项目的测试中,一般常用的做法有两种:

● 如果测试少量组件,可采用IV多通道测试仪直接测试每块组件的发电量,测试设备本身偏差可控制到0.5%以下,一般至少以3块组件为一组,因为批量生产的组件之间可能本身存在微小差异,测试设备之间也存在差异,因此需要保证一定的测试样品数量;

● 如果测试一串组件,可采用逆变器+直流电表的方式,提高组件测试数量的同时确保逆变器不存在削峰现象,测试直流侧的发电量,此种方式也包含单串组件之间的失配,更具代表性。

以银川项目为例,天合光能组件安装倾角40°,安装高度1m,地表为沙土地,双面组件背面无遮挡,数据采集方式为高精度直流电表+逆变器SG20RT-20,采集组串的直流侧发电量数据,组件均为4mm²线缆。测试方法贴合行业规范,贴近光伏电站实际的运行发电状态。

 

四、评价基准可信性

同样以银川项目为例,天合光能给出的不同辐照度发电增益数据为3个月的统计汇总,辐照范围涵盖从0到1000W/m²,以此佐证其具备优异的低辐照性能,无论从评价基准还是数据样本量,都更加让人信服。我们知道,组件是按1000W/m²(STC标准测试条件)下的功率标定销售,组件的低辐照性能也都是与1000W/m²下的功率为基准做对比。                            根据分析,210高功率组件低辐照性能优势主要来自于更高的电流及面积:由于等效电路电池受光面积更大,带来大电流,电阻损耗Ploss=I²R,而电流又与辐照成正比,因此辐照小于1000W/m²时,210组件随着辐照的下降,功率损耗值下降的幅度更大,相对损耗下降,相反的输出功率就会增加,使得<1000W/m²下辐照性能会更好。

备注:P0—理想组件功率,Ploss组件端串阻引起的功率损耗,Acell—组件并联电路等效电池面积(切半组件对应为整片电池面积),FF0—理想填充因子,Jsc—短路电流密度,Voc—组件开路电压,Rs—组件端引入串阻,0.93—工作电流与短路电流比例经验值,Irr—辐照强度(W/m²)。


以200W/m²的辐照度为例,从上述公式可以算出,210组件的损失下降幅度更大,相较182组件损失较少,因此210组件低辐照性能更优异。并且,根据实证数据可知,实际辐照低于1000W/m²,均具备单瓦发电量优势。

 

五、系统设计科学性

系统发电量实证涉及系统匹配性,逆变器是重要一环。而且不同组件电气参数有区别,其中的差异性,就决定了要因地制宜地为实验对象创造各自最优的对比条件,才能得出最客观合理的结果。
比起使用最大电流15A的微型逆变器同时匹配不同尺寸、高低功率组件,在项目实证中,天合光能设计使用的逆变器明确为阳光电源型号SG20RT-20的一款组串式逆变器,最大输入电压1100V, 单路MPPT最大输入电流25A,对210组件和对比组件在进行长期发电量测试的过程中,均不会对二者限电流。

 
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