在標準測試條件下(STC)太陽能模擬器的光強為1000W/m2,而大部分地區(qū)戶外的實際輻照度都要小于這個值,一般將輻照度低于1000W/m2的光照定義為弱光。比如圖1為南京地區(qū)年水平輻照強度的分布,可以看出輻照度低于200W/m2約占38.18%,在400-600 W/m2之間約占20%,600-800 W/m2約占11%,所以光伏系統(tǒng)全年發(fā)電量的大小就取決于組件在弱光下的發(fā)電能力,尤其對于輻照度水平較低的國家和地區(qū)。晶硅組件在弱光下主要體現(xiàn)在電池片的開路電壓Voc的降低,進而導致電池片的效率降低,如圖2 為不同并聯(lián)電阻值的多晶組件在戶外測試條件下Voc隨輻照的變化趨勢,組件并聯(lián)電阻越低,Voc下降幅度越大,當并聯(lián)電阻值在141Ω或220Ω左右時Voc降低不明顯,即使降到50 W/m2-100W/m2一般只減少2V左右。從圖2 的結果也從側面說明了相同功率的不同組件在STC條件下的轉換效率可能有很小的差異,但是由于并聯(lián)電阻不同,在200W/m2下可能就有很大差別。其中Rsh是影響組件弱光性能的一個重要參數(shù),另外還包括串聯(lián)電阻值Rs和二極管理想因子,因為二極管理想因子和Rs相互關聯(lián),Rs值改變后,二極管理想因子也會隨著改變,所以本文主要探討Rsh和Rs這兩個參數(shù)對組件弱光性能的影響以及優(yōu)化調整的方法。
圖1 南京地區(qū)年水平輻照度分布(%)(數(shù)據來源:Meteonorm6.1氣象軟件)
圖2弱光下多晶組件的Voc隨太陽輻照的變化趨勢(南京地區(qū))