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光伏組件的主要參數

科技 更新时间:2024-09-16 15:43:53

從光伏組件電氣參數、組件機械參數、溫度額定值參數、極限參數、相關認證等五大類各項參數進行詳解,希望看到本文覺得有學習價值的條友們望請多多評論、收藏、點贊、轉發。(交流讨論學習是我們共同進步的過程)

一、組件電氣參數

以某一線品牌多晶組件為例,電氣參數如下:

光伏組件的主要參數(詳解光伏組件各項參數)1

以上測試符合STC“标準測試條件”輻照度為1000W/㎡,電池溫度25℃,大氣質量AM1.5

光伏組件的主要參數(詳解光伏組件各項參數)2

以上測試符合NOCT“電池額定工作溫度條件”輻照度800W/㎡,環境溫度20℃,風速1m/s。

1、最大功率Pm

Pm=Im*Vm,對應下圖功率抛物線的頂點。抛物線為功率曲線,另一條為UI曲線,含義:組件參數标稱,一般是基于“标準測試條件STC”。随着溫度、輻照度等環境條件的變化,組件的相應參數都會發生變化。另外,組件的功率特性曲線是一條“類抛物線”,它存在一個最高點,也是逆變器MPPT“最大功率點跟蹤”需要找到的工作點。

2、功率公差

“0~ 5”代表是正公差。如360W的組件,功率範圍在360W到365W之間為合格品。當前一線品牌的組件都是正公差。

3、最大功率點工作電壓Vm

對應下圖功率抛物線頂點對應的橫坐标,代表組件最大功率時的工作電壓。

4、最大功率點工作電流Im

下圖功率抛物線頂點對應的縱坐标,代表組件最大功率時的工作電流。

5、開路電壓Voc

開路電壓是電池片沒有接負載時的端電壓,下圖UI曲線與橫坐标的交點,該值乘以逆變器一路輸入組件的數量應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的輸出電流,下圖UI曲線與縱坐标的焦點。組件串聯電流不變,Isc和Im值是關鍵參數,以衡量逆變器的最大輸入電流是否滿足系統設計。

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/㎡時,1.627㎡組件上接收的功率為1627W,當輸出為265W時,效率為16.3%,270W時為16.6%。故相同環境下,單位體積下,輸出功率越大,該組件效率越高。

光伏組件的主要參數(詳解光伏組件各項參數)3

光伏組件的主要參數(詳解光伏組件各項參數)4

二、組件機械參數

某多晶組件為例,選其機械參數如下:

光伏組件的主要參數(詳解光伏組件各項參數)5

1、太陽能電池片

晶矽組件:由高純度石英砂制成冶金矽,冶金矽經氯析冶煉制成晶矽,通常晶矽組件效率可達14-16%。分為單晶矽組件和多晶矽組件。

薄膜組件:薄膜電池的主要材料有非晶矽,銅铟镓硒等。非晶矽電池組件效率為6%-8%左右,CIGS電池組件效率8-12%。效率雖然較晶矽低,但具有成本低,弱光性好等優點。太陽能電池片是光電轉換的最小單元,常用尺寸一般125mm*125mm或156mm*156mm。太陽能電池片的工作電壓約為0.5V左右,一般不能單獨使用。将太陽能電池串并聯封裝後,就成為光伏組件。

2、電池片數目

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

目前市場上常見的多晶矽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、背闆

對晶矽電池組件背闆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

與粘稠材料結合牢固

必須具有很低的熱阻,并且能阻止水或水蒸氣的進入

所以大家就該知道為什麼背闆通常選用白色嗎?白色有利于電池片之間空隙處的光反射到前表面,有部分光會再反射到太陽能電池,增加了太陽能電池對光能的利用,有利于光電轉換效率的提高,目前市場還出現雙玻光伏闆就是利用背闆接受漫反射光線從而更好利用到背面接受提高效率。

6、框架

平闆組件必須有框架,以保護組件、方便組件的連接和固定。框架的主要材料有不鏽鋼、鋁合金、橡膠及增強塑料等。常規光伏框架一般是鋁材料制作的。框架結構應該是沒有突出部位的,以避免水、灰塵或者其他物體的積存。其表面氧化層厚度大于10μm,可以保證在室外環境使用30年以上不被腐蝕,牢固耐用。

7、接線盒

組件的正負極在接線盒内與設計好的電纜相連接,與外部線路連接。具有如下幾個主要特性:

外殼具有強烈的抗老化、耐紫外線能力

符合室外惡劣環境條件下的使用要求

優秀的散熱模式,有效降低内部溫度,滿足電氣要求良好的防水、防塵 IP是國際用來認定防護等級的代号 IP(Ingress Protection)等級由兩個數字所組成,第一個數字表示防塵;第二個數字表示防水,數字越大表示其防護等級越佳:

光伏組件的主要參數(詳解光伏組件各項參數)6

IP67的防護等級非常高了,可以做到完全防止粉塵進入,可以短時間浸入水中。

三、溫度額定值參數

這組參數主要體現了溫度對組件的一些參數的影響。

光伏組件的主要參數(詳解光伏組件各項參數)7

1、額定電池溫度

額定電池溫度是指當太陽能組件或電池處于開路狀态,并在以下具有代表性情況時所達到的溫度。

電池表面光強: 800 W /㎡

環境溫度: 20℃

風速: 1 m /s

電負荷:無(開路)

傾角:與水平面成45°

支架結構:後背面無建築物(自然通風)

此值一般為45±2℃(組件工作溫度),由于光伏組件的功率溫度系數為負值,故此額定電池溫度值越低越好。

2、功率溫度系數

功率随溫度的變化,單位%/℃,為負值

3、電壓溫度系數

電壓随溫度的變化,單位%/℃,為負值

4、電流溫度系數

電流随溫度的變化,單位%/℃,為正值

通常組件溫度降低時時,電池片的輸出電流會随之降低,而電壓随之升高,因而,設計光伏系統組串匹配逆變器,需考慮當地極端低溫,防止組串電壓超過逆變器的标稱範圍。

四、極限參數

以下參數體現了組件工作的極限條件:

光伏組件的主要參數(詳解光伏組件各項參數)8

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境溫度範圍。

一般光伏組件的工作溫度是可以滿足環境溫度的。但是有一天你的需求變成在南極、北極甚至外太空建立電站,那麼請不要忘記這個參數。

2、最大系統電壓

系統電壓是指若幹太陽能闆組成一個太陽能發電系統,這個發電系統的最大直流電壓;最大可以是1000V.(假設光伏組件開路電壓Voc的電壓溫度系數為-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,一般要求每個組串中設計串聯組件數≤1000/54=18)。目前流行太陽能闆的标準系統電壓是600V(美國标準)和1000V(歐洲标準)。

3、最大保險絲額定電流

該值會大于最大工作點工作電流,用來保護組件及線纜。以典型的集中式電站為例,在當前的集中式電站中,并聯的組串數量高達100串,當有一串發生短路故障,所有組串的電流均會反灌故障組串,反灌電流可能超過800A,遠遠超出了線纜和組件的安全要求,易引發火災事故,所以必須使用熔絲來切斷故障電流,保護線纜和組件。

五、相關認證

光伏認證就是國家認可的認證機構,如TUV(技術檢驗協會)、IEC (國際電工委員會)、中國質量認證中心(CQC)對光伏企業産品符合是否符合其相關标準的認證。光伏産品的認證可以分為兩大類别:安全認證和性能認證。根據光伏産品出口的國家或地區不同,主要包括:歐盟CE認證、TUV/VDE認證、MCS認證、加拿大CSA認證、美國ETL認證、UL認證、澳洲SAA認證、CEC列名要求、日本JET認證等等。

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