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影響光伏組件輸出功率的因素有哪些?
日期:2019-07-17   [復制鏈接]
責任編輯:sy_lijunya 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]
編者按:影響光伏組件輸出功率的因素有光伏組件的溫度特性、老化衰減、組件初始光致衰減 、組件串聯(lián)不匹配。
 
一、光伏組件的溫度特性

光伏組件一般有3個溫度系數(shù):開路電壓、短路電流、峰值功率。當溫度升高時,光伏組件的輸出功率會下降。市場主流晶硅光伏組件的峰值溫度系數(shù)大概在-0.38~0.44%/℃之間,即溫度升高,光伏組件的發(fā)電量降低,意思是:理論上是溫度每升高一度,發(fā)電量降低0.38%左右。而薄膜太陽能電池溫度系數(shù)會好很多,如銅銦鎵硒(CIGS)的溫度系數(shù)僅為-0.1~0.3%,碲化鎘(CdTe)溫度系數(shù)約為-0.25%,均優(yōu)于晶硅電池。

上圖是模擬5-85℃下,同一塊晶硅太陽能電池的的電流、電壓、功率輸出曲線(模擬數(shù)據(jù)僅供參考)。我們可以看到一個有趣的現(xiàn)象,即隨著溫度的升高,短路電流幾乎不變,開路電壓降低。從而說明環(huán)境溫度直接會影響光伏組件的輸出電壓。

上面是模擬數(shù)據(jù)結果,可以看到,運行溫度在85℃時,效率比標準溫度25℃時降低了22%。說明了在實際使用過程中,降低環(huán)境溫度、增加組件通風散熱是非常重要的。

二、老化衰減

在組件長期應用中,會出現(xiàn)緩慢的功率衰減。由上面兩張圖可以看出,第一年的衰減最大值約3%,后面24年每年衰減率約0.7%。由此計算,25年后的光伏組件實際功率仍可達到初始功率的80%左右。

老化衰減主要原因有兩類:

1)電池本身老化造成的衰減,主要受電池類型和電池生產(chǎn)工藝影響。

2)封裝材料老化造成的衰減,主要受組件生產(chǎn)工藝、封裝材料以及使用地的環(huán)境影響。紫外線照射是導致主材性能退化的重要原因。紫外線的長期照射,使得EVA及背板(TPE結構)發(fā)生老化變黃現(xiàn)象,導致組件透過率下降,從而引起功率下降。除此之外,開裂、熱斑、風沙磨損等都是加速組件功率衰減的常見因素。

這就要求組件廠商在選擇EVA及背板時,必須嚴格把關,以減小因輔材老化引起的組件功率衰減。

三、組件初始光致衰減

組件初始的光致衰減,即光伏組件的輸出功率在剛開始使用的最初幾天內(nèi)發(fā)生較大幅度的下降,但隨后趨于穩(wěn)定。不同種類電池的光致衰減程度不同:

P型(硼摻雜)晶硅(單晶/多晶)硅片中,光照或電流注入導致硅片中形成硼氧復合體,降低了少子壽命,從而使得部分光生載流子復合,降低了電池效率,造成光致衰減。

而非晶硅太陽能電池在最初使用的半年時間內(nèi),光電轉(zhuǎn)換效率會大幅下降,最終穩(wěn)定在初始轉(zhuǎn)換效率的70%~85%左右。

對于HIT及CIGS太陽能電池,則幾乎沒有光致衰減。

四、灰塵、雨水遮擋

大型光伏電站一般建設在戈壁地區(qū),風沙較大,降水很少,同時清理的頻率不會太高,長久使用后,可造成效率損失約8%。

五、組件串聯(lián)不匹配

組件串聯(lián)不匹配,可以用木桶效應來形象的解釋。木桶的盛水量,被最短的木板限制;而光伏組件輸出電流,被串聯(lián)組件中最低的電流限制。而實際上組件之間多少都會存在一定的功率偏差,因此組件失配多少都會造成一定的功率損失。
 
原標題:影響光伏組件輸出功率的因素有哪些?

 
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