光伏組件作為光伏電站的重要部件,占系統(tǒng)成本超過(guò)50%,它的技術(shù)特性關(guān)乎光伏系統(tǒng)的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì),因而讀懂組件的技術(shù)參數(shù)意義重大。
特此,小固悉心準(zhǔn)備了這份《光伏組件參數(shù)詳解》,就組件機(jī)械參數(shù)、電氣參數(shù)、溫度額定值參數(shù)、極限參數(shù)、質(zhì)保參數(shù)、相關(guān)認(rèn)證等六大類(lèi)做出詳細(xì)應(yīng)用解讀,相信一定對(duì)您有用。
一組件電氣參數(shù)
以某一線(xiàn)品牌多晶組件為例,截選其電氣參數(shù)如下:
以上測(cè)試符合STC“標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件”
輻照度為1000W/m2,電池溫度25℃,大氣質(zhì)量AM1.5
以上測(cè)試符合NOCT“電池額定工作溫度條件”
輻照度800W/m2,環(huán)境溫度20℃,風(fēng)速1m/s
1 最大功率Pm
Pm=Im*Vm,對(duì)應(yīng)下圖功率拋物線(xiàn)的頂點(diǎn)。
拋物線(xiàn)為功率曲線(xiàn),另一條為UI曲線(xiàn)
2 功率公差
“0~+5”代表是正公差。如265W的組件,功率范圍在265W到270W之間為合格品。
3 最大功率點(diǎn)工作電壓Vm
對(duì)應(yīng)上圖功率拋物線(xiàn)頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo),代表組件最大功率時(shí)的工作電壓。
4 最大功率點(diǎn)工作電流Im
上圖功率拋物線(xiàn)頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo),代表組件最大功率時(shí)的工作電流。
5 開(kāi)路電壓Voc
開(kāi)路電壓是電池片沒(méi)有接負(fù)載時(shí)的端電壓,上圖UI曲線(xiàn)與橫坐標(biāo)的交點(diǎn),該值乘以逆變器一路輸入組件的數(shù)量應(yīng)小于逆變器最大直流電壓Vdcmax
6 短路電流Isc
短路電流是電池片短路時(shí)的輸出電流,上圖UI曲線(xiàn)與縱坐標(biāo)的焦點(diǎn)。
7 組件效率
理論上,尺寸、最大功率相同的組件,效率肯定是相同的。輻照度為1000W/m2時(shí),1.627m2組件上接收的功率為1627W,當(dāng)輸出為265W時(shí),效率為16.3%,270W時(shí)為16.6%。
二
組件機(jī)械參數(shù)
小固依舊以某多晶組件為例,截選其機(jī)械參數(shù)如下:
1 太陽(yáng)能電池片
晶硅組件:由高純度石英砂制成冶金硅,冶金硅經(jīng)氯析冶煉制成晶硅,通常晶硅組件效率可達(dá)14-16%。分為單晶硅組件和多晶硅組件。
薄膜組件:薄膜電池的主要材料有非晶硅,銅銦鎵硒等。非晶硅電池組件效率為6%-8%左右,CIGS電池組件效率8-12%。效率雖然較晶硅低,但具有成本低,弱光性好等優(yōu)點(diǎn)。
2 電池片數(shù)目
一塊光伏組件通常由60片(6×10)或72片(6×12)電池片組成。
3 組件尺寸
常見(jiàn)面積為1.638m2(0.992m×1.652m)和1.94m2(0.992m×1.956m),組件的尺寸是安裝方面考慮的重要因素。
4 組件重量
目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的多晶硅組件每平米的重量在12公斤左右(60片單塊組件約19公斤) 。
5 背板
對(duì)晶硅電池組件背板的性能要求通常包括:
具有良好的耐氣候性能
層壓溫度下不起任何變化
與粘稠材料結(jié)合牢固
必須具有很低的熱阻,并且能阻止水或水蒸氣的進(jìn)入
6 框架
平板組件必須有框架,以保護(hù)組件、方便組件的連接和固定。框架的主要材料有不銹鋼、鋁合金、橡膠及增強(qiáng)塑料等。
7 接線(xiàn)盒
組件的正負(fù)極在接線(xiàn)盒內(nèi)與設(shè)計(jì)好的電纜相連接,與外部線(xiàn)路連接。具有如下幾個(gè)主要特性:
外殼具有強(qiáng)烈的抗老化、耐紫外線(xiàn)能力
符合室外惡劣環(huán)境條件下的使用要求
優(yōu)秀的散熱模式,有效降低內(nèi)部溫度,滿(mǎn)足電氣要求
良好的防水、防塵
IP是國(guó)際用來(lái)認(rèn)定防護(hù)等級(jí)的代號(hào) IP(Ingress Protection)等級(jí)由兩個(gè)數(shù)字所組成,第一個(gè)數(shù)字表示防塵;第二個(gè)數(shù)字表示防水,數(shù)字越大表示其防護(hù)等級(jí)越佳:
三
溫度額定值參數(shù)
這組參數(shù)主要體現(xiàn)了溫度對(duì)組件的一些參數(shù)的影響。
1 額定電池溫度
額定電池溫度是指當(dāng)太陽(yáng)能組件或電池處于開(kāi)路狀態(tài),并在以下具有代表性情況時(shí)所達(dá)到的溫度。
電池表面光強(qiáng): 800 W /㎡
環(huán)境溫度: 20℃
風(fēng)速: 1 m /s
電負(fù)荷:無(wú)(開(kāi)路)
傾角:與水平面成45°
支架結(jié)構(gòu):后背面無(wú)建筑物(自然通風(fēng))
2 功率溫度系數(shù)
功率隨溫度的變化,單位%/K,為負(fù)值
3 電壓溫度系數(shù)
電壓隨溫度的變化,單位%/K,為負(fù)值
4 電流溫度系數(shù)
電流隨溫度的變化,單位%/K,為正值
四
極限參數(shù)
以下參數(shù)體現(xiàn)了組件工作的極限條件
1 工作溫度
組件的工作溫度,通常指組件可以工作的外部環(huán)境溫度范圍。
2 最大系統(tǒng)電壓
系統(tǒng)電壓是指若干太陽(yáng)能板組成一個(gè)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng),這個(gè)發(fā)電系統(tǒng)的最大直流電壓;最大可以是1000V.
(假設(shè)光伏組件開(kāi)路電壓Voc的電壓溫度系數(shù)為-0.32%,STC下的Voc=44.7V,在極端工作低溫-40℃下的Voc=44.7*(1+0.32%*(25+40))=54V,一般要求每個(gè)組串中設(shè)計(jì)串聯(lián)組件數(shù)≤1000/54=18)。目前流行太陽(yáng)能板的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)電壓是600V(美國(guó)標(biāo)準(zhǔn))和1000V(歐洲標(biāo)準(zhǔn))
3 最大保險(xiǎn)絲額定電流
該值會(huì)大于最大工作點(diǎn)工作電流,用來(lái)保護(hù)組件及線(xiàn)纜。
以典型的集中式電站為例,在當(dāng)前的集中式電站中,并聯(lián)的組串?dāng)?shù)量高達(dá)100串,當(dāng)有一串發(fā)生短路故障,所有組串的電流均會(huì)反灌故障組串,反灌電流可能超過(guò)800A,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了線(xiàn)纜和組件的安全要求,易引發(fā)火災(zāi)事故,所以必須使用熔絲來(lái)切斷故障電流,保護(hù)線(xiàn)纜和組件。
五
質(zhì)保參數(shù)
質(zhì)保是客戶(hù)非常關(guān)注的,通常希望質(zhì)保時(shí)間越久越好。但就是再優(yōu)秀的產(chǎn)品也會(huì)有使用壽命,一般光伏組件質(zhì)保分為產(chǎn)品質(zhì)保及發(fā)電量質(zhì)保。
六
相關(guān)認(rèn)證
光伏認(rèn)證就是國(guó)家認(rèn)可的認(rèn)證機(jī)構(gòu),如TUV(技術(shù)檢驗(yàn)協(xié)會(huì))、IEC (國(guó)際電工委員會(huì))、中國(guó)質(zhì)量認(rèn)證中心(CQC)對(duì)光伏企業(yè)的產(chǎn)品符合是否符合其相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證。光伏產(chǎn)品的認(rèn)證可以分為兩大類(lèi)別:安全認(rèn)證和性能認(rèn)證。
根據(jù)光伏產(chǎn)品出口的國(guó)家或地區(qū)不同,主要包括:
歐盟CE認(rèn)證、TUV/VDE認(rèn)證、MCS認(rèn)證
加拿大CSA認(rèn)證
美國(guó)ETL認(rèn)證、UL認(rèn)證
澳洲SAA認(rèn)證、CEC列名
日本JET認(rèn)證等等
結(jié)語(yǔ)
希望上述內(nèi)容,對(duì)您理解光伏組件的參數(shù)有幫助,后續(xù)小固還會(huì)對(duì)部分內(nèi)容進(jìn)行應(yīng)用層面更加細(xì)節(jié)的分享。歡迎大家在文章后踴躍留言,提出您認(rèn)為最重要卻也是最容易被忽視的組件參數(shù)。
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