光伏组件作为光伏电站的重要部件,占系统成本超过50%,它的技术特性关乎光伏系统的细节设计,因而读懂组件的技术参数意义重大。
特此,小固悉心准备了这份《光伏组件参数详解》,就组件机械参数、电气参数、温度额定值参数、极限参数、质保参数、相关认证等六大类做出详细应用解读,相信一定对您有用。
一组件电气参数
以某一线品牌多晶组件为例,截选其电气参数如下:
以上测试符合STC“标准测试条件”
辐照度为1000W/m2,电池温度25℃,大气质量AM1.5
以上测试符合NOCT“电池额定工作温度条件”
辐照度800W/m2,环境温度20℃,风速1m/s
1 最大功率Pm
Pm=Im*Vm,对应下图功率抛物线的顶点。
抛物线为功率曲线,另一条为UI曲线
2 功率公差
“0~+5”代表是正公差。如265W的组件,功率范围在265W到270W之间为合格品。
3 最大功率点工作电压Vm
对应上图功率抛物线顶点对应的横坐标,代表组件最大功率时的工作电压。
4 最大功率点工作电流Im
上图功率抛物线顶点对应的纵坐标,代表组件最大功率时的工作电流。
5 开路电压Voc
开路电压是电池片没有接负载时的端电压,上图UI曲线与横坐标的交点,该值乘以逆变器一路输入组件的数量应小于逆变器最大直流电压Vdcmax
6 短路电流Isc
短路电流是电池片短路时的输出电流,上图UI曲线与纵坐标的焦点。
7 组件效率
理论上,尺寸、最大功率相同的组件,效率肯定是相同的。辐照度为1000W/m2时,1.627m2组件上接收的功率为1627W,当输出为265W时,效率为16.3%,270W时为16.6%。
二
组件机械参数
小固依旧以某多晶组件为例,截选其机械参数如下:
1 太阳能电池片
晶硅组件:由高纯度石英砂制成冶金硅,冶金硅经氯析冶炼制成晶硅,通常晶硅组件效率可达14-16%。分为单晶硅组件和多晶硅组件。
薄膜组件:薄膜电池的主要材料有非晶硅,铜铟镓硒等。非晶硅电池组件效率为6%-8%左右,CIGS电池组件效率8-12%。效率虽然较晶硅低,但具有成本低,弱光性好等优点。
2 电池片数目
一块光伏组件通常由60片(6×10)或72片(6×12)电池片组成。
3 组件尺寸
常见面积为1.638m2(0.992m×1.652m)和1.94m2(0.992m×1.956m),组件的尺寸是安装方面考虑的重要因素。
4 组件重量
目前市场上常见的多晶硅组件每平米的重量在12公斤左右(60片单块组件约19公斤) 。
5 背板
对晶硅电池组件背板的性能要求通常包括:
具有良好的耐气候性能
层压温度下不起任何变化
与粘稠材料结合牢固
必须具有很低的热阻,并且能阻止水或水蒸气的进入
6 框架
平板组件必须有框架,以保护组件、方便组件的连接和固定。框架的主要材料有不锈钢、铝合金、橡胶及增强塑料等。
7 接线盒
组件的正负极在接线盒内与设计好的电缆相连接,与外部线路连接。具有如下几个主要特性:
外壳具有强烈的抗老化、耐紫外线能力
符合室外恶劣环境条件下的使用要求
优秀的散热模式,有效降低内部温度,满足电气要求
良好的防水、防尘
IP是国际用来认定防护等级的代号 IP(Ingress Protection)等级由两个数字所组成,第一个数字表示防尘;第二个数字表示防水,数字越大表示其防护等级越佳:
三
温度额定值参数
这组参数主要体现了温度对组件的一些参数的影响。
1 额定电池温度
额定电池温度是指当太阳能组件或电池处于开路状态,并在以下具有代表性情况时所达到的温度。
电池表面光强: 800 W /㎡
环境温度: 20℃
风速: 1 m /s
电负荷:无(开路)
倾角:与水平面成45°
支架结构:后背面无建筑物(自然通风)
2 功率温度系数
功率随温度的变化,单位%/K,为负值
3 电压温度系数
电压随温度的变化,单位%/K,为负值
4 电流温度系数
电流随温度的变化,单位%/K,为正值
四
极限参数
以下参数体现了组件工作的极限条件
1 工作温度
组件的工作温度,通常指组件可以工作的外部环境温度范围。
2 最大系统电压
系统电压是指若干太阳能板组成一个太阳能发电系统,这个发电系统的最大直流电压;最大可以是1000V.
(假设光伏组件开路电压Voc的电压温度系数为-0.32%,STC下的Voc=44.7V,在极端工作低温-40℃下的Voc=44.7*(1+0.32%*(25+40))=54V,一般要求每个组串中设计串联组件数≤1000/54=18)。目前流行太阳能板的标准系统电压是600V(美国标准)和1000V(欧洲标准)
3 最大保险丝额定电流
该值会大于最大工作点工作电流,用来保护组件及线缆。
以典型的集中式电站为例,在当前的集中式电站中,并联的组串数量高达100串,当有一串发生短路故障,所有组串的电流均会反灌故障组串,反灌电流可能超过800A,远远超出了线缆和组件的安全要求,易引发火灾事故,所以必须使用熔丝来切断故障电流,保护线缆和组件。
五
质保参数
质保是客户非常关注的,通常希望质保时间越久越好。但就是再优秀的产品也会有使用寿命,一般光伏组件质保分为产品质保及发电量质保。
六
相关认证
光伏认证就是国家认可的认证机构,如TUV(技术检验协会)、IEC (国际电工委员会)、中国质量认证中心(CQC)对光伏企业的产品符合是否符合其相关标准的认证。光伏产品的认证可以分为两大类别:安全认证和性能认证。
根据光伏产品出口的国家或地区不同,主要包括:
欧盟CE认证、TUV/VDE认证、MCS认证
加拿大CSA认证
美国ETL认证、UL认证
澳洲SAA认证、CEC列名
日本JET认证等等
结语
希望上述内容,对您理解光伏组件的参数有帮助,后续小固还会对部分内容进行应用层面更加细节的分享。欢迎大家在文章后踊跃留言,提出您认为最重要却也是最容易被忽视的组件参数。
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