光伏组件色差对组串发电效率的影响浅析

太　阳　能第6期　总第338期

2022年6月No.6　Total No.338 Jun., 2022

SOLAR ENERGY

0 引言

在光伏电站的实际运行过程中，发现同一光伏电站中的光伏组件表面颜色深浅不一，存在色差。为研究光伏组件色差是否会对光伏组串的发电效率产生影响，本文以普坪光伏电站为例，对该电站的深颜色光伏组件和浅颜色光伏组件的发电情况进行对比分析，并在试验室对浅颜色、深颜色光伏组件进行标准测试条件(STC)下的I-V 测试。

1 光伏电站概况

普坪光伏电站位于湖南省岳阳市平江县伍市镇，占地面积约为500亩(1亩约为666.67 m2)，总建设规模为20 MW。采用单块功率为275 W 的单晶硅光伏组件，共安装72732块；光伏阵列安装方位角为正南，光伏组件安装倾角为20°；共划分为18个装机容量约为1.1 MW的光伏方阵。

光伏电站所采用单晶硅光伏组件的型号为ZKX-275D-24，每块光伏组件由60片太阳电池组成，组件尺寸为1640 mm×992 mm×40 mm，光电转换效率为16.9%，功率公差为0～+3%；组件表面玻璃采用厚32 mm的镀膜超白钢化玻璃。该单晶硅光伏组件的年发电衰减率按第2年不超过3%、第3年起年线性衰减不超过0.7%，25年发电衰减率不超过19.1%。

每个光伏方阵内，由22块光伏组件组成1串光伏组串，15或16串光伏组串为1条发电支路，接入1个16路直流防雷汇流箱；1个光伏方阵共用12台16路直流防雷汇流箱、2台500 kV的逆变器、1台1000 kVA的双分裂变压器。9个光伏方阵汇集入1条集电线路，送至汇集站的35 kV母排，再经35 kV普长线(即普坪光伏电站与长乐变电站之间的线路)并入电网。该光伏电站建成后，首年设计上网电量为2092万kWh，25年平均年设计上网电量为1880万kWh。

2 光伏电站运行现状

该光伏电站投入运行后，发现在运行时光伏方阵中的光伏组件存在颜色差异，组件表面呈深蓝色或浅蓝色，如图1所示，且该颜色差异在阴雨天气状态下尤为明显。即使在光伏组件表面完全清洁的情况下，各光伏组件之间仍存在色差，

DOI: 10.19911/j.1003-0417.tyn20210405.01 文章编号：1003-0417(2022)06-90-07

光伏组件色差对组串发电效率的影响浅析

谢中庆*，张树良

(广水桃江水电开发有限公司，益阳 413409)

摘　要：普坪光伏电站在投产后发现其光伏组件颜色存在差异。以该光伏电站为例，对电站中的深颜色光伏组件和浅颜色光伏组件的发电情况进行了对比分析，并在试验室对浅颜色、深颜色光伏组件进行了标准测试条件下的I-V测试。结论表明：光伏组件色差对组串发电效率存在影响，深颜色光伏组串的发电效率比浅颜色光伏组串的发电效率约高1%。该结论可为今后光伏电站建设期的光伏组件选择和运营期的精细化管理提供参考，以实现发电效益最大化。

关键词：光伏电站；光伏组件；色差；电性能；发电效率

中图分类号：TK511+.4 文献标志码：A

收稿日期：2021-04-05

通信作者： 谢中庆(1982—)，男，本科、高级工程师，主要从事水利、太阳能等清洁能源开发利用方面的研究。122303893@

图1 光伏组件色差实拍图

Fig. 1 Photo of color difference of PV modules

3 光伏组件色差产生原因分析

对光伏方阵中的光伏组件色差问题产生的原因进行分析。

1)光伏组件生产过程中，使用的单晶硅材料不同、太阳电池生产批次不同，且太阳电池本身颜色就存在差异，从而造成不同生产批次的光伏组件颜色存在差异。

2)玻璃亲水性不同。虽然该光伏电站使用了同一厂家生产的光伏组件，但组件采用的镀膜玻璃的生产厂家不同，导致所采用镀膜玻璃的亲水性不同。遇到雨、雾、露等天气状态时，亲水性差异大，因此出现光伏组件颜色存在差异的现象。

3)光伏组件表面玻璃采用了镀膜玻璃。该生产工艺是在玻璃上涂敷一层液体，经过高温后使液体固化到玻璃上，通过增加玻璃表面的粗糙度来降低玻璃反光率，从而达到增加透光率的效果。镀制的这层减反射膜为完全透明，镀制后肉眼不

图2 09:45时7#汇流箱上显示的

5#、6#发电支路的电流值

Fig. 2 Current value of 5# and 6# power generation branches displayed on 7# combiner box at 09:45

图3 12:45时7#汇流箱上显示的

5#、6#发电支路的电流值

Fig. 3 Current value of 5# and 6# power generation branches displayed on 7# combiner box at 12:45

表1和图4的电流对比可以得知，

～16:00时间段内，深颜色光伏组件发电支路的电流平均值比浅颜色光伏组件发电支路的电流平均值高0.1 A，说明深颜色光伏组件发电支路的发电效率优于浅颜色光伏组件发电支路的发电效率，以此可以说明光伏组件色差对组串发电效率存在影响。

8.00

7.00

6.00

5.00

4.00

3.00

2.00

1.00

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09:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:00

时刻

#5发电支路(浅颜色光伏组件)电流曲线#6发电支路(深颜色光伏组件)电流曲线

图4 5#、6#发电支路的电流曲线对比

Fig. 4 Comparison of current curves of 5# and 6#

power generation branches

试验对比分析

为进一步论证光伏组件色差对组串发电效率

的影响程度，分别从普坪光伏电站各光伏方阵中

抽取深颜色光伏组件和浅颜色光伏组件各30块

表2 STC下深颜色光伏组件的

Table 2 Results of I-V test of dark color PV modules under STC 序列号V oc/V I sc/A V mp

140241638.089.1530.94

J40276738.279.1231.28

140241838.029.1831.10

J50821638.299.0931.23

HP2274438.279.2531.25

J51745038.209.1331.12

HP2200738.379.2831.35

152716638.379.1631.39

140508738.009.2330.91

152077338.139.0931.02