组件遮挡实验
光伏组件布局对发电效率的影响及优化分析
光伏组件布局对发电效率的影响及优化分析摘要：本论文研究了光伏组件布局对太阳能发电效率的影响，并进行了优化分析。
通过对不同布局方式的光伏组件进行实验和模拟，研究了组件之间的间距、角度、朝向等参数对发电效率的影响。
结果显示，合理的组件布局可以显著提高太阳能发电系统的效率。
优化布局使得光伏组件能够更好地捕获太阳辐射，减少阴影遮挡和光能损失。
本研究为光伏电站的设计和建设提供了有益的指导和参考。
关键词：光伏组件布局；太阳能发电效率；优化分析；太阳能捕获；光能损失引言：随着对可再生能源的需求日益增长，太阳能发电作为一种清洁、无污染的能源逐渐受到广泛关注。
然而，光伏发电系统的效率直接影响其经济可行性和实际应用价值。
因此，对光伏组件布局对发电效率的影响进行深入研究和优化分析变得尤为重要。
本论文旨在探究不同布局方式对太阳能发电效率的影响，并通过实验和模拟为光伏电站的设计提供有益的指导和参考。
我们相信，通过合理的布局优化，将能够进一步提高光伏发电系统的性能，推动可再生能源的可持续发展。
一、光伏组件布局对太阳能发电效率的影响随着全球对清洁能源的需求日益增加，太阳能发电作为一种环保、可再生的能源形式，受到了越来越多的重视。
光伏组件作为太阳能发电系统的核心部分，其布局方式对整个系统的发电效率有着重要影响。
在光伏电站的设计和建设过程中，合理的组件布局可以最大限度地利用太阳能资源，提高光能转换效率，降低能源成本，增加发电量。
1、光伏组件的布局涉及到多个因素，包括组件之间的间距、角度、朝向等。
首先，适当的组件间距可以减少阴影遮挡，避免不必要的能量损失。
合理的间距设计可以确保光伏组件之间不会互相遮挡，从而充分利用太阳辐射，使每个组件都能发挥最大发电能力。
其次，组件布置的角度和朝向对太阳能的捕获和利用效率也有重要影响。
根据所在地的纬度、季节和太阳高度角等因素，调整光伏组件的倾斜角度和朝向，可以最大程度地使组件正对着太阳，从而最大限度地吸收太阳辐射，提高发电效率。
太阳能组件的旁路二极管导通实验研究
太阳能组件的旁路二极管导通实验研究朱华;肖奇峰;安超【摘要】研究太阳能组件热斑现象与旁路二极管导通关系,对提高电站性能与安全至关重要.文章介绍了热斑现象及原理,并通过对组件单个电池和多个电池片不同面积的遮挡实验,分析总结了旁路二极管在热斑条件下的导通情况.【期刊名称】《常州工学院学报》【年(卷),期】2014(027)004【总页数】4页(P33-36)【关键词】太阳能组件;旁路二极管;热斑;电池串【作者】朱华;肖奇峰;安超【作者单位】苏州UL美华认证有限公司,江苏苏州215122;苏州UL美华认证有限公司,江苏苏州215122;苏州UL美华认证有限公司,江苏苏州215122【正文语种】中文【中图分类】TM914.40 引言当煤炭、石油等不可再生能源频频告急，传统的燃料能源正在日益减少，对环境造成的危害也日益突出，能源问题已成为制约国际社会经济发展的瓶颈时，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能够改变人类的能源结构，维持长远的可持续发展。
越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力。
太阳能电池具有质量轻、使用安全、不污染环境、工作时不产生热量等优点，是一种电压稳定性良好的纯直流电源。
其产品主要分为晶体硅电池、薄膜电池两类，如图1所示。
太阳能发电是指无需通过加热过程直接将光能转变为电能的发电方式，它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电。
随着国际油价居高不下，太阳能电池产业已成为近几年最火产业。
2014年5月22日，中国国家能源局发布消息称，2014年全年光伏发电新增备案总规模1.4×107kW，其中分布式8×106kW，光伏电站6×106kW，这意味着今年我国光伏发电装机量同比增长近24%。
随着太阳能电池的广泛应用，一些影响电池寿命的因素不得不引起人们的重视，热斑效应就是其中之一，因此，对太阳能电池的热斑效应实验研究具有极其重要意义。
热斑
热斑效应在一定条件下，一串联支路中被遮蔽的太阳电池组件，将被当作负载消耗其他有光照的太阳电池组件所产生的能量。
被遮蔽的太阳电池组件此时会发热，这就是热斑效应。
这种效应能严重的破坏太阳电池。
有光照的太阳电池所产生的部分能量，都可能被遮蔽的电池所消耗。
为了防止太阳电池由于热斑效应而遭受破坏，最好在太阳电池组件的正负极间并联一个旁路二极管，以避免光照组件所产生的能量被受遮蔽的组件所消耗。
孤岛效应：太阳能发电系统与市电系统并联供电时，当市电发生故障系统未能及时检知并切离市电系统，而产生独立供电现象。
一旦发生孤岛运转现象时，会造成人员受伤与设备之损坏，故系统设计须具备该效应侦测保护功能。
改善的方法就是采用“反孤岛检测”。
太阳电池组件热斑效应介绍及检测方法：太阳电池组件通常安装在地域开阔、阳光充足的地带。
在长期使用中难免落上飞鸟、尘土、落叶等遮挡物，这些遮挡物在太阳电池组件上就形成了阴影，在大型太阳电池组件方针中行间距不适合也能互相形成阴影。
由于局部阴影的存在，太阳电池组件中某些电池单片的电流、电压发生了变化。
其结果使太阳电池组件局部电流与电压之积增大，从而在这些电池组件上产生了局部温升。
太阳电池组件中某些电池单片本身缺陷也可能使组件在工作时局部发热，这种现象叫“热斑效应”。
在实际使用太阳电池中，若热斑效应产生的温度超过了一定极限将会使电池组件上的焊点熔化并毁坏栅线，从而导致整个太阳电池组件的报废。
据国外权威统计，热斑效应使太阳电池组件的实际使用寿命至少减少10%。
热斑现象是不可避免的，尽管太阳电池组件安装时都要考虑阴影的影响，并加配保护装置以减少热斑的影响。
为表明太阳电池能够在规定的条件下长期使用，需通过合理的时间和过程对太阳电池组件进行检测，确定其承受热斑加热效应的能力。
确定太阳电池组件承受热斑加热能力的检测试验叫“热斑耐久试验”。
热斑耐久试验过程需严格遵循国际标准IEC 61215-2005，试验内容大致如下：1. 装置(1)辐照源1，稳态太阳模拟器或自然光，辐照度不低于700W/m2，不均匀度不超过±2%，瞬时不稳定度在±5%以内。
210970783_基于风洞试验光伏组件体型系数及遮挡效应研究
- 84 -工 程 技 术0 引言随着光伏电站规模的不断扩大，光伏板被风吹毁时有发生，特别是对安装在屋顶上的分布式光伏电站，其安全性尤为重要。
风荷载是反映结构性能和安全的重要指标，合理的风荷载取值对光伏电站的安全和降低工程造价具有重要的意义。
GB 50797—2012《光伏发电站设计规范》[1]或NB/T 10115—2018《光伏支架结构设计规程》[2]给出的体型系数取值主要针对地面的光伏组件，并未考虑屋顶女儿墙对分布式光伏组件遮挡效应的影响，使风荷载取值过于保守。
国内学者对光伏组件风荷载体型系数进行了一定的研究。
宫博等[3-4]通过风洞试验对单片光伏板的风压系数及体型系数进行研究，并采用频域方法计算光伏板的风振位移响应；李伟等[5]利用fluent 计算平台，模拟了各种风向角工况下光伏阵列的风荷载分布规律。
高亮等[6]通过组件倾角、高度、间距等因素对光伏板风荷载体型系数进行研究，推导出风荷载计算公式。
楼文娟[7]通过风洞试验和数值模拟对超大型光伏阵列风荷载进行研究，对各区域的体型系数取值提出建议。
现有文献及规范对光伏组件风荷载特性研究主要聚焦在地面上安装的光伏发电系统，对安装在屋顶上的光伏阵列风荷载体型系数取值仍不明确。
该文以三行十八列的光伏阵列为研究对象，通过有无女儿墙和最不利风向角多种工况，对光伏阵列风荷载体型系数和遮挡效应进行分析。
通过研究太阳能光伏组件单元体型系数随位置的变化规律，为光伏支架和基础设计提供参考。
1 风洞试验介绍1.1 试验模型及工况在浙江大学ZD-1风洞实验室开展光伏组件风洞试验，该风洞是一座单回流闭口立式钢结构和混凝土结构相结合的混合结构单试验段边界层风洞。
试验风场类别为A 类风场，试验风为8 m/s。
每块光伏组件正反两面对应布置5×4的风压测点，双面共计40个测点。
风洞试验模型如图1所示。
风洞试验采集仪的采样频率为312.5 Hz，每个测点采样样本总长为31 250个数据（约为100 s），采样时间间隔约为3.2 ms。
天合组件实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在对天合光能210R至尊580W系列光伏组件的性能进行评估，包括其功率输出、效率、耐久性以及在不同环境条件下的表现。
通过实验数据，验证该系列组件在光伏发电领域的应用潜力和优势。
二、实验材料与设备1. 实验材料：- 天合光能210R至尊580W系列光伏组件- 测试架- 阴影遮光板- 温度计- 湿度计- 数据采集器2. 实验设备：- 光伏组件测试仪- 恒温恒湿箱- 风机- 蓄电池- 负载电阻三、实验方法1. 功率输出测试：- 将光伏组件安装在测试架上，确保其水平并垂直于地面。
- 使用光伏组件测试仪对组件进行功率输出测试，记录在标准光照条件（AM1.5G，1000W/m²）下的功率输出。
- 改变光照强度，记录不同光照条件下的功率输出。
2. 效率测试：- 测试组件在标准光照条件下的效率，包括开路电压、短路电流、最大功率点电压和电流。
- 通过公式计算组件的效率。
3. 耐久性测试：- 将组件置于恒温恒湿箱中，模拟不同温度和湿度条件，观察组件性能变化。
- 使用风机模拟不同风速条件，观察组件性能变化。
4. 电池特性测试：- 将组件与蓄电池连接，测试其在不同负载下的电压和电流输出。
- 记录电池放电曲线，分析电池特性。
四、实验结果与分析1. 功率输出测试：- 在标准光照条件下，组件最大功率输出为580W，符合产品规格。
- 随着光照强度的增加，组件功率输出随之增加，符合光伏组件的基本特性。
2. 效率测试：- 在标准光照条件下，组件效率为22.5%，略高于产品规格。
- 在不同光照条件下，组件效率有所下降，但仍保持在21%以上。
3. 耐久性测试：- 在高温和湿度条件下，组件性能略有下降，但在恢复到标准环境后，性能恢复至正常水平。
- 在模拟风速条件下，组件性能基本稳定，未出现明显下降。
4. 电池特性测试：- 在不同负载下，组件电压和电流输出稳定，电池放电曲线平滑。
- 组件与蓄电池连接后，电池放电性能良好。
光伏组件失效模式介绍
前言
光伏组件介绍-结构及物料
光伏组件可以分为晶体硅光伏组件及薄膜组件，本文主要进行晶体硅光伏组件常见的失效 模式分析。 光 伏 组 件 三 明 治 结 构
序号 1 2 3 物料名称 玻璃 EVA 电池片 特性 高太阳能透过比、低吸收比、低反射比和高强度 耐紫外辐射、耐碱、抗老化、低透水汽率 高透明，柔软，坚韧度及黏连性 耐紫外辐射、抗老化，低透水汽率，低热阻 高光电转化效率，较高的弱光性 较高的耐候行 耐紫外辐射、抗老化，低透水汽率，低热阻 高耐候性，高阻燃，低电阻 高机械强度， 高机械强度，高耐候行 较低的密度 高抗拉强度，延伸率及可焊接性 低电阻率 作用 保证电池片较高的转换效率 保护组件免受外界环境损害，保证寿命 保证电池片较高的转换效率 保护组件免受外界环境损害，保证寿命 光电转换
失效影响：
1.组件电性能降低，输出降低 2.易产生热斑效应 3.闪电纹产生，影响外观
材料和设计： 1.铝合金力学结构强度设计优化 2.玻璃弯曲度监控优化 3.改进硅片质量，降低硅片TTV，避免使用线痕片等B级硅片 4.使用低翘曲度电池片。 制程控制： 1.优化焊接工艺及焊带选择，降低翘曲度及焊接应力 2.提升产线自动化水平，减少搬运周转隐裂 安装运输管控 1.优化包装运输方式，减少运输隐裂 2.安装施工人员培训，避免保利安装
背板失效原因：
失效影响：
1.变色导致透光性下降， 组件功率下降 2.影响组件外观
1.新供应商导入的评审及稽核 2.工程变更管控（新材料，机台的 导入，工艺参数的变更等） 3.原材料进料检验（剥离强度,交 联度等） 失效影响： 4.车间层压等工序工艺监控（层压 1.水汽隔离性能下降，焊带、 温度及均匀度，真空度，层压时间） 电池片腐蚀 5.材料的可靠性试验（ “双85”， 2.绝缘性能下降 耐紫外试验等，参照IEC61215） 3.组件功率轻微下降 6.安装环境与物料匹配性 4. 影响组件外观 1.EVA对紫外线截止失效 2.EVA中紫外吸收剂分解， 加速紫外敏感背板变色 3.背板是紫外敏感材料
光伏电站的精细化运维：低效单元的分析和治理
光伏电站的精细化运维：低效单元的分析和治理由于光伏电站组件和组串数量庞⼤，电站在实际运⾏过程中，由于组件本⾝质量问题、恶劣环境影响、前期设计施⼯缺陷等因素，各个组串逆变器或汇流箱发电单元不可避免会存在低效发电的现象，低效发电单元的查找、分析和解决对于电站的发电量提升具有⾮常重要的意义，为了推动⾏业内光伏电站运维⼈员对低效单元的关注，本⽂主要思想是基于O2O运维理念，引导运维⼈员有效利⽤集中监控系统进⾏线上分析和线下诊断，能够开展低效单元的查找和分析处理⼯作。
低效发电单元特征和排查思路■低效发电单元：由某组串的组件固定属性决定的，即某组串存在低效组件或存在低功率混装组件后，该组串对应的逆变器连续若⼲天的发电量或发电⼩时数同正常组串相⽐较会⼀直偏低，⼀般不会存在忽⾼忽低的现象。
■组串低效运⾏：环境因素、施⼯因素、设计因素、朝向问题、电⽹限电、其他等。
在查找低效组串之前，运维⼈员需对电站基本情况⾮常熟悉，如电站装机容量、逆变器型号、逆变器的接⼊组串数量、每⼀串的组件数量、组件规格等。
对于使⽤组串式逆变器的电站，需先对该所有逆变器进⾏分析，查找低效逆变器发电单元。
为快速定位低效单元，这⾥以组串式逆变器或直流汇流箱作为⼀个初步排查单元，再通过现场核实或其他诊断⽅法，锁定到某个组串⽀路或组件。
当然，该思路也适⽤于使⽤汇流箱的集中式电站，以下的思路和⽅法不⼀定要照搬，在现场巡检也可以根据⾃⼰的经验来判断，虽然查找的过程因⼈⽽异，采取不同的⽅法⽽得到相同的结果也是认可的。
通过数据分析和现场勘查来分析逆变器低效发电的简单思路：1)第⼀步：利⽤后台分析各个逆变器的容量是否和实际容量⼀致，对于不⼀致的情况需要重新进⾏配置，导出各个逆变器近⼀个⽉左右的的⽇有效发电⼩时数数据(需要根据实际的逆变器⽅阵容量进⾏计算，以防错误的结果带来误判，这⼀点⾮常重要，每个电站都应编制组串容量信息表，即组串逆变器编号、接⼊组串数量，组件串联数、组件功率等级等，⼀定要和现场⼀⼀核实)，判断存在低效的逆变器，原始数据需保存。
光伏组件积尘状态的检测技术综述
DOI: 10.19911/j.1003-0417.tyn20221111.03
太 阳 能
SOLAR ENERGY
文章编号：1003-0417(2024)01-63-07
No.1 Total No.357 Jan., 2024
光伏组件积尘状态的检测技术综述
预测。不同的积尘状态会造成不同的遮挡损失，对光伏电站的光伏组件积尘状态检测技术进行了综述与分析，
将积尘检测方法分为适用于实验计算的理论公式模型预测、能够实时进行的 I-V 曲线检测和计算机视觉检测，
对 3 种检测方法在应用上的问题进行了分析，并对光伏组件积尘状态检测技术未来的发展提出了建议。 关键词：光伏组件；积尘状态；计算机视觉；目标检测
基于检测应用的技术的不同，划分为 3 种检
测方法：1) 理论公式模型预测，该方法实现了干燥 状态下积尘状态预测，并结合环境条件与光伏组件 特性等因素对模型进行了改进与完善，提高了预测 准确性。2) 根据光伏发电系统的 I-V 曲线反映系统 运行状态的检测方法，其是目前主流的检测方法， 可对积尘状态进行判断 [7]。3) 随着图像识别技术的 进一步发展，以图像为主要数据源，以深度学习为 数据分析和检测方法的计算机视觉积尘检测自动化 的概念已经成为积尘状态检测重要的研究方向。
63
技术应用
太阳能
2024 年
其分为 3 类：1) 来自空气中的小颗粒飘尘 ( 直径 小于 5 μm)；2) 包含粉尘沉积物的中等颗粒 ( 直 径为 20～40 μm)；3) 由车辆、人和牲畜产生的 大颗粒粉尘 ( 直径大于 70 μm)。固体颗粒或液滴 在重力与流体流动力等其他力的作用下在光伏组 件表面积聚 [9-10]。干燥状态下积尘密度随着时间 逐渐增加，而空气中的水分会使积尘变得潮湿， 一定条件下形成吸附能力更强的沉积物 ， [11] 降 低到达光伏组件表面的太阳辐射量。
太阳能电池串并联特性
实验九 太阳电池串并联特性测比太阳电池单体电池工作电压只有不到1伏，电流数安培，不能直接应用，一般需要进行必要的串联和并联，以达到所需要的电压和电流，本实验就是要测试太阳电池的串联和并联特性，为实际应用打好基础。
一、实验目的1． 了解恒定光强脉冲法测试太阳电池伏安特性的原理和方法。
2． 了解太阳电池组件I ―V 电性曲线的定性规律。
3． 了解遮挡对太阳电池组件输出性能的影响。
4． 掌握本实验测试器具的使用。
二、仪器及用具晶体硅太阳电池组件三块、专用电性测试柜一台。
三、原理太阳电池是一个较大的面结PN 二极管。
其工作电流I 可用下式表示I = I ph - I 0 [exp(qV ／nkT) - 1] -()shL s R R R I + (2.1)开路电压表示为 V oc = qknTln[(I sc ／I 0 ) +1] (2.2) 式中I −− 负载中流过的电流；I ph −− 由光激发产生载流子所形成的光电流；q−−一个电子的电量；V −−电池的工作电压；n−−结构因子；k −−玻耳兹曼常数；T−−电池工作的绝对温度；V oc−−电池的开路电压；R s−−电池的串联电阻；R sh−−电池的并联电阻；R L−−负载电阻；I sc−−电池的短路电流。
太阳电池是依据“光生伏打效应”原理工作的。
太阳电池组件则是将太阳单体电池进行串、并联组合而构成的一个整体。
组件的电性能将随单体电池的串、并联数量而与单体电池电性能产生量的变化。
串联时电压叠加，并联时电流叠加，如图9.1和图9.2所示。
恒定光强脉冲测试太阳电池伏安特性工作原理：通过控制脉冲氙灯的工作电流使得其发光强度在测试时间内维持恒定不变，然后通过电子负载在脉冲恒定的时间内快速测试伏安特性曲线，光脉冲的工作过程如图9.3所示；电子负载的工作原理如图9.4所示。
将其输出接入主电路中，通过调节U i控制恒压输出U o为一确定值，U o在主电路的回路中占具一定的电压降，相当于主电路中接入了一个产生U o电压降的负载。
8 组件生产IEC标准试验
第八章 IEC61215-2005 标准试验介绍一、范围和目的范围：本标准只适用于地面用晶体硅光伏组件。
目的：在尽可能合理的经费和时间内确定组件的电性能和热性能，说明组件能够在规定的气候条件下长期使用。
二、抽样从同一批或几批产品中，随机地抽取8 个组件进展试验。
这些组件应由符合相应图纸和工艺要求规定的材料和元件所制造。
三、标志每个组件都应有以下清晰而且擦不掉的标志：制造厂的名称、标志或符号；产品型号产品序号引出端或引线的极性组件允许的最大系统电压四、试验前准备工作在开场试验前，要将所有组件，包括控制组件，在开路状态下在实际阳光或模拟阳光下照射，使累计辐射量到达5kWh·m-2 到5.5 kWh·m-2。
把组件分组，并按测试程序的顺序进展鉴定试验。
五、合格判据如果每一个试验样品到达以下各项判据，则认为该组件设计通过了鉴定试验，也通过了定型。
1、在标准测试条件下，组件的最大输出功率衰减在每个单项试验后不超过规定的极限，在每组试验后的不超过8%；2、在试验过程中，无组件呈现断路现象；3、无任何严重外观缺陷；4、试验完成后满足绝缘试验要求；5、每组试验开场时和完毕时，湿热试验后满足漏电流试验的要求；6、满足单个试验的特殊要求。
注：如果两个或两个以上组件达不到上述判据，该设计将视为达不到鉴定要求。
如果一个组件未通过任一项试验，取另外两个满足第 3 章要求的组件从头进展全部相关试验程序的试验。
假设其中的一个、或两个组件都未通过试验，该设计被判定达不到鉴定要求。
如果两个组件都通过了试验，则该设计被认为到达鉴定要求。
六、严重外观缺陷对设计鉴定和定型，以下缺陷是严重的外观缺陷：1、破碎、开裂、或外外表脱附，包括上层、下层、边框和接线盒；2、弯曲、不规整的外外表，包括上层、下层、边框和接线盒的不规整以至于影响到组件的安装和/或运行；3、一个电池的一条裂缝，其延伸可能导致超过一个电池10%以上面积从组件的电路上减少；4、在组件的边缘和任何一局部电路之间形成连续的气泡或脱层通道；5、丧失机械完整性，导致组件的安装和/或工作都受到影响。
改进YOLOv5的光伏组件热斑及遮挡小目标检测
改进YOLOv5的光伏组件热斑及遮挡小目标检测改进YOLOv5的光伏组件热斑及遮挡小目标检测摘要：光伏发电作为一种清洁能源技术，得到了广泛的应用。
然而，光伏组件热斑和遮挡小目标的检测一直是光伏发电系统中的重要问题。
本文提出了一种改进的YOLOv5算法，旨在提高光伏组件热斑和遮挡小目标的检测准确性和效率。
通过对数据集的分析和实验验证，结果表明所提出的方法在光伏组件热斑和遮挡小目标的检测任务中具有较高的检测准确度和鲁棒性。
1.引言光伏发电是一种通过将太阳能转换为电能的技术，将太阳能转化为电能，以替代传统能源。
光伏组件是光伏发电系统中最关键的组成部分之一。
然而，由于各种原因，光伏组件可能会出现热斑和遮挡现象。
热斑是由于光伏组件局部故障引起的热量不均匀现象，可能会导致发电效率下降。
而遮挡小目标则可能导致光伏组件某些区域无法正常工作。
因此，准确检测光伏组件的热斑和遮挡小目标是提高光伏发电系统性能和可靠性的关键。
2.相关工作在过去的几十年中，许多研究者提出了各种方法来解决光伏组件热斑和遮挡小目标的检测问题。
其中，基于深度学习的目标检测算法得到了广泛的关注。
YOLOv5是目前一种较为先进的目标检测算法，其通过将目标检测问题转化为回归问题，可以实现实时的目标检测。
然而，YOLOv5在光伏组件热斑和遮挡小目标的检测上还存在一定的不足，需要进一步改进。
3.改进的YOLOv5方法在本文中，我们提出了一种改进的YOLOv5算法，旨在提高光伏组件热斑和遮挡小目标的检测准确性和效率。
具体而言，我们对YOLOv5进行了以下改进：3.1 数据增强为了提高模型的泛化能力和鲁棒性，我们使用了数据增强的方法。
具体而言，我们采用了随机裁剪、随机缩放和随机旋转等方法，生成了更加丰富多样的训练样本。
3.2 区域注意力机制为了更好地处理光伏组件热斑和遮挡小目标的问题，我们引入了区域注意力机制。
该机制可以使网络更加关注光伏组件的热斑和遮挡小目标区域，从而提高检测的准确性。
不同光照条件下光伏组件输出特性研究
不同光照条件下光伏组件输出特性研究作者：周玲蔡景素李娜娜来源：《科教导刊·电子版》2018年第31期摘要本文通过太阳光模拟装置，改变组件表面接收的光照强度，测试组件的输出特性。
实验结果表明：随着光照强度的降低，太阳能电池组件的短路电流随之成正比的变化；开路电压随光照强度的变化不明显；最大功率点电压大约有20%的变化。
关键词光照强度光伏组件输出特性中图分类号：TM615 文献标识码：A光伏电池的输出特性直接关系到太阳能电池能量转换效率以及对最大功率跟踪算法精确性的判断。
目前有大量的研究，根据太阳能电池的等效模型，利用Matlab 、Simulink等软件，模拟不同光照条件、不同温度条件、不同阴影遮挡、组件不同串并联结构等情况下的光伏阵列的输出特性，为提高光伏发电系统的效率及MPPT跟踪精度提供了很好的理论依据。
但进行实验研究的较少，本文主要研究在实验室条件下，不同光照条件下光伏组件的输出特性，为理论研究和实际工程设计提供一定的依据。
1实验条件1.1实验的光伏组件本实验选用实验室单晶硅光伏组件作为实验对象，其参数如表1所示。
1.2测试设备及方法将待测组件、智能电压表、智能电流表、负载电阻按图1所示连接好，并将电压表、电流表与PC一体机通讯线进行可靠连接，数据采集界面如图2。
通过改变负载阻值，改变组件工作点，再由力控组态软件采集输出曲线及各项参数报表。
1.3测试条件控制本太阳光模拟装置主要有光伏组件、模拟太阳能光源、组件转向驱动电机、模拟光源位置驱动电机组成。
其实物图如图3。
通过该装置改变组件和光源的相对位置、改变光源强度，从而改变组件实际接收的光照强度。
2不同光照条件下光伏组件的输出特性2.1不同光照条件下光伏组件的I-U特性下图4为不同光照强度下太阳能电池的输出电压电流关系曲线。
测试了光照强度分别为150W/m2、300W/m2、550W/m2、750W/m2、1100W/m2情况下的I-U特性曲线。
光伏组件的热斑效应和试验方法
光伏电池是将太阳光辐射能量直接转换成电能的器件。
单个硅晶体光伏电池能得到的最大电压约为0.6V，最大电流约为30mA/cm2。
因此光伏电池很少单个使用，而是串联或并联起来，以获得所期望的电压或电流。
光伏组件正是由多个光伏电池连接和封装而成的产品，是光伏发电系统中电池方阵的基本单元。
为了达到较高转换效率，光伏组件中的单体电池须具有相似的特性。
在实际使用过程中，可能出现电池裂纹或不匹配、内部连接失效、局部被遮光或弄脏等情况，导致一个或一组电池的特性与整体不谐调。
失谐电池不但对组件输出没有贡献，而且会消耗其他电池产生的能量，导致局部过热。
这种现象称为热斑效应。
当组件被短路时，内部功率消耗最大，热斑效应也最严重。
一、热斑效应原理当然，并不是所有的电池都可以通过调整遮光比例达到最佳阻抗匹配。
完全遮光情况下，不同特性的Y电池I-V曲线如图3所示。
斜率越低，表明电池的并联电阻越大。
考虑(S-1)个电池串的最大输出功率点所限定的“试验界限”，根据I-V曲线与“试验界限”的交点，把电池分为电压限制型(A类)和电流限制型(B类)。
A类电池并联电阻较大，可以通过减少遮光面积，达到最佳阻抗比配；B类电池的并联电阻较小，完全遮光已是Y电池消耗功率最大的状态。
二、热斑耐久试验热斑效应可导致电池局部烧毁形成暗斑、焊点熔化、封装材料老化等永久性损坏，是影响光伏组件输出功率和使用寿命的重要因素，甚至可能导致安全隐患。
因此，IEC 61215:2005《地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定性》专门设置了热斑耐久试验，以考核光伏组件经受热斑加热效应的能力。
热斑耐久试验过程包括最坏情况的确定、5小时热斑试验以及试验后的诊断测量，分为以下4个步骤。
1、选定最差电池由于受到检测时间和成本的限制，热斑耐久试验不能针对组件中的每一个电池进行。
因此，正式试验之前先比较和选择热斑加热效应最显著的电池。
具体方法是，在一定光照条件下，将组件短路，依次遮挡每个电池，被遮光后稳定温度最高者为最差电池片。
晶体硅光伏组件的热斑效应详解
晶体硅光伏组件的热斑效应详解潘文峰;陆晨;王加鸿;谢英豪;裘幼梓【摘要】根据晶体硅光伏组件热斑耐久试验的结果,分析太阳电池发热的原因,并设计实验寻找热斑效应影响程度与遮挡面积大小及外接负载大小的关系,最后阐述了目前利用旁路二极管减小热斑效应影响的原理及光伏电站设计运维的注意事项.【期刊名称】《太阳能》【年(卷),期】2019(000)001【总页数】5页(P48-52)【关键词】热斑;偏置电压;发热;遮挡;旁路二极管【作者】潘文峰;陆晨;王加鸿;谢英豪;裘幼梓【作者单位】海宁正泰新能源科技有限公司;海宁正泰新能源科技有限公司;海宁正泰新能源科技有限公司;海宁正泰新能源科技有限公司;浙江正泰太阳能科技有限公司【正文语种】中文0 引言能源是人类的一个永恒话题，从原始人学会用火到第一次工业革命，再到第二次工业革命，人们对能源的利用方式发生了翻天覆地的变化。
现在的世界已经离不开电，发电的方式很多，有火力发电、水力发电、核能发电、光伏发电等，目前火力发电占据主导地位，但由于煤炭资源有限，所以寻求一种新的能源来代替火力发电已刻不容缓。
由于太阳能资源具备取之不尽用之不竭、清洁无污染、资源分布广泛的优点，光伏发电正在悄然崛起。
但随着越来越多的光伏电站落成并投入使用，各种问题也接踵而至，热斑效应就是其中一个棘手的问题。
在一定条件下，一串联支路中被遮挡的太阳电池将被当作负载来消耗其他有光照的太阳电池所产生的能量，被遮挡的太阳电池的温度会明显高于其他电池，这就是热斑效应。
这种效应会严重破坏太阳电池，很可能使有光照的太阳电池所产生的部分能量被受遮挡的电池所消耗[1]。
遮挡是造成热斑效应最明显的原因，此外，电池的破碎、低效率电池的混入、焊接等问题也都会造成热斑效应。
本文以遮挡为例来研究热斑效应的影响。
为了减少热斑效应对发电效率的影响，并防止太阳电池由于热斑效应而遭受破坏，现在的晶体硅光伏组件都会在电池串的正、负极间并联一个旁路二极管，以避免光照组件所产生的能量被受遮挡的组件消耗，并造成被遮挡的电池过热而损坏。
IEC61215：2016-2地面光伏组件-测试内容 中文
地面光伏组件——设计鉴定和定型第二部分：测试步骤1.范围和目的此国际标准系列基于IEC 规定了地面用光伏组件设计鉴定和定型的要求，该组件是在IEC 60721-2-1中所定义的一般室外气候条件下长期使用。
这部分IEC 61215适用于全部地面光伏组件材料，例如晶体硅光伏组件和薄膜组件。
本标准不适用于带聚光器的组件，尽管此项标准能可能用于低聚光组件（1-3个太阳光）。
对于低聚光组件，全部测试使用的电流，电压和功率等级均满足设计要求。
本试验程序的目的是在尽可能合理的经费和时间内确定组件的电性能和热性能，表明组件能够在规定的气候条件下长期使用。
通过此试验的组件的实际使用寿命期望值将取决于组件的设计以及它们使用的环境和条件。
2.引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中全部或部分引用而构成了本标准的条文。
标注日期的标准，仅引用的版本有效。
未标注日期的标准，可使用最新版本标准（包括任何修订）。
IEC 60050，国际电工词汇（网址：）IEC 60068-1 环境测试-第一部分：总述和指导IEC 60068-2-21 环境测试-第2-21部分测试-测试U：引出端强度以及整体支架安装设备IEC 60068-2-78 环境测试-第2-78部分：测试Cab：湿热，稳定状态IEC 60721-2-1 环境状态的分类-第2-1部分：在自然条件下的环境状态-温度和湿度 IEC 60891 光伏设备-温度和辐照度的修正来测量I-V特性的步骤IEC 60904-1 光伏设备-第一部分：光电流-电压特性的测量IEC 60904-2 光伏设备-第二部分：光伏标准设备的要求IEC 60904-3 光伏设备-第三部分：地面光伏设备和标准光谱福照度数据的测量原则 IEC 60904-7 光伏设备-第七部分：光伏设备光谱错配修正的测量IEC 60904-8 光伏设备-第八部分：光伏设备光谱响应率的测量IEC 60904-9 光伏设备-第九部分：太阳光模拟器操作要求IEC 60904-10 光伏设备-第十部分：线性测试的方法IEC 61215-1 地面光伏组件-设计鉴定和定型-第一部分：测试要求IEC TS 61836 太阳光伏系统能量-术语，定义和符号IEC 61853-2 光伏组件测试结果和能量等级-第二部分：光谱响应，入射角，和组件操作测试温度IEC 62790 光伏组件的接线盒-安全要求和测试ISO 868 塑料和橡胶-通过硬度测验器测量压痕硬度（回跳硬度）3.术语和定义本文件的目的，术语和定义由IEC 60050和IEC TS 61836中给出，其他如下。
离网光伏系统关键器件选型(完整电子文档,配习题)
离网光伏系统关键器件选型（完整电子文档，配习题）离网系统主要由太阳能电池、光伏控制器、蓄电池、逆变器等部件组成。
本章节主要讲述离网光伏发电系统结构及各部件选配。
重点分析电池组件容量、蓄电池容量、光伏控制器、离网逆变器的选配方法。
4.1 离网系统电池组件选型与配置4.1.1电池组件特性1.电池主要参数指标与硅太阳能电池的主要性能参数类似，太阳能电池组件的性能参数也主要有：短路电流、开路电压、峰值电流、峰值电压、峰值功率、填充因子和转换效率等。
这些性能参数的概念与前面所定义的硅太阳能电池的主要性能参数相同，只是在具体的数值上有所区别。
(1)短路电流I S当将太阳能电池组件的正负极短路，使U=0时，此时的电流就是电池组件的短路电流，短路电流的单位是A，短路电流随着光强的变化而变化。
(2)开路电压Uo当太阳能电池组件的正负极不接负载时，组件正负极间的电压就是开路电压，开路电压的单位是V。
太阳能电池组件的开路电压随电池片串联数量的增减而变化。
(3)峰值电流I m峰值电流也叫最大工作电流或最佳工作电流。
峰值电流是指太阳能电池组件输出最大功率时的工作电流，峰值电流的单位是A。
(4)峰值电压U m峰值电压也叫最大工作电压或最佳工作电压。
峰值电压是指太阳能电池片输出最大功率时的工作电压，峰值电压的单位是V。
(5)峰值功率Pm峰值功率也叫最大输出功率或最佳输出功率。
峰值功率是指太阳能电池组件在正常工作或测试条件下的最大输出功率，也就是峰值电流与峰值电压的乘积：Pm =I m×U m。
峰值功率的单位是W 。
太阳能电池组件的峰值功率取决于太阳辐照度、太阳光谱分布和组件的工作温度，因此太阳能电池组件的测量要在标准条件下进行，测量标准为：辐照度lkW/mz 、光谱AMl.5、测试温度25℃。
(6)填充因子填充因子也叫曲线因子，是指太阳能电池组件的最大功率与开路电压和短路电流乘积的比值。
填充因子是反应太阳能电池组件所用电池片输出特性好坏的一个重要参数，它的值越高，表明所用太阳能电池组件输出特性越趋于矩形，电池组件的光电转换效率越高。
太阳能电池特性测量及应用实验
太阳能电池特性测量及应用实验能源短缺和地球生态环境污染已经成为人类面临的最大问题。
本世纪初进行的世界能源储量调查显示，全球剩余煤炭只能维持约216年，石油只能维持45年，天然气只能维持61年，用于核发电的铀也只能维持71年。
另一方面，煤炭、石油等矿物能源的使用，产生大量的CO2、SO2等温室气体，造成全球变暖，冰川融化，海平面升高，暴风雨和酸雨等自然灾害频繁发生，给人类带来无穷的烦恼。
根据计算，现在全球每年排放的CO2已经超过500亿吨。
我国能源消费以煤为主，CO2的排放量大约占世界的25%，位居世界第一，所以减少排放CO2、SO2等温室气体，已经成为刻不容缓的大事。
推广使用太阳辐射能、水能、风能、生物质能等可再生能源是今后的必然趋势。
广义地说，太阳光的辐射能、水能、风能、生物质能、潮汐能都属于太阳能,它们随着太阳和地球的活动，周而复始地循环，几十亿年内不会枯竭，因此我们把它们称为可再生能源。
太阳的光辐射可以说是取之不尽、用之不竭的能源。
太阳与地球的平均距离为1亿5千万公里。
在地球大气圈外，太阳辐射的功率密度为1.353kW /m2，称为太阳常数。
到达地球表面时，部分太阳光被大气层吸收，光辐射的强度降低。
在地球海平面上，正午垂直入射时，太阳辐射的功率密度约为1kW /m2，通常被作为测试太阳电池性能的标准光辐射强度。
太阳光辐射的能量非常巨大，从太阳到地球的总辐射功率比目前全世界的平均消费电力还要大数十万倍。
照射在地球上的太阳能非常巨大，每年到达地球的辐射能相当于49000亿吨标准煤的燃烧能，大约40分钟照射在地球上的太阳能，便足以供全球人类一年的能量消费。
可以说，太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源。
而且太阳能发电干净，不产生公害。
所以太阳能发电被誉为最理想的能源。
太阳能发电有两种方式。
光—热—电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电，一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成蒸气，再驱动汽轮机发电，太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高。
光伏组件表面阴影对其发电量影响的实验研究
光伏组件表面阴影对其发电量影响的实验研究作者：牛海霞王京董正茂来源：《内蒙古教育·科研版》2017年第07期摘要：以大型地面光伏电站和分布式光伏电站作为研究对象，通过模拟光伏组件表面不同阴影占比，得出阴影对光伏组件发电量的影响特性，指导电站运营者合理安排光伏组件安装行距。
关键词：光伏组件；阴影；发电量【中图分类号】G 【文献标识码】B【文章编号】1008-1216（2017）07B-0062-02从长远来看，可再生能源将是人类未来的主要能源来源，因此世界上多数国家都十分重视可再生能源对未来能源供应的重要作用。
在新的可再生能源中，光伏发电和风力发电是发展最快的，世界各国都把太阳能光伏发电的商业化开发和利用作为重要的发展方向。
根据欧洲JRC 的预测，到2030年太阳能发电将在世界电力的供应中显现其重要作用，占比达到10%以上。
光伏组件行间距疏密程度，直接影响光伏电站投资成本。
如果光伏组件行间距过宽，导致土地面积浪费，增加土地成本；如果光伏组件行间距过窄，导致前排光伏组件遮挡后排光伏组件，致使光伏组件发电量下降。
以某电站光伏组件的阴影环境因素为例，通过模拟这种环境因素，测试光伏组件的发电量，得出这种环境因素对光伏组件的发电量影响的特性，从而指引地面光伏电站运营单位采取合理措施应对环境，提高地面光伏电站的发电量。
一、研究基础（一）地面光伏电站接线方式某光伏电站于2013年年底并网发电。
该光伏电站项目采用265Wp多晶硅光伏组件，整个光伏电站分20个方阵，每个方阵装机容量为1MWp，连接两台500kW逆变器，共用一台1000kVA箱式升压变压器送出。
每台逆变器并联6个汇流箱，每个汇流箱接16路光伏组串，每个光伏组串由20块太阳能电池板串联形成。
1MWp光伏方阵接线方式如图1所示。
（二）实验条件选取320块性能和外表相似的光伏组件，要求同一厂家生产，开路电压，最大功率相同，衰减、温度系数、颜色及表面光洁度相近似。
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根据了解，目前竖向布置的电站会更多一些。
主要原因是，竖向布置安装方便，横向布置时，最上面的一块安装比较费劲！这就影响了施工进度。
经过与业内的多位专家探讨之后，发现一横、一竖，对发电量的影响太大了！逐步说明这个问题。
1、前后遮挡造成电站电量损失
在电站设计过程中，阵列间距是非常重要的一个参数。
由于土地面积的限制，阵列间距一般只考虑冬至日6个小时不遮挡。
然而，6小时之外，太阳能辐照度仍是足以发电的。
从本人获得的光伏电站的实测数据来看，大部分电站冬至日的发电时间在7小时以上，在西部甚至可以达到9个小时。
（一个简单的判别方法，日照时数是辐射强度≥120W/m2的时间长度，而辐射强度≥50W/m2时，逆变器就可以向电网供电。
因此，当12月份的日照时数在6h以上时，发电时间肯定大于6h。
）
结论1：我们为了减少占地面，在早晚前后光伏方阵必然会有遮挡，造成发电量损失。
2、光伏组件都有旁路二极管
热斑效应：一串联支路中被遮蔽的太阳电池组件，将被当作负载消耗其他有光照的太阳电池组件所产生的能量，被遮蔽的太阳电池组件此时会发热，这就是热斑效应。
这种效应能严重的破坏太阳电池。
有光照的太阳电池所产生的部分能量，都可能被遮蔽的电池所消耗。
为了防止太阳电池由于热斑效应而遭受破坏，最好在太阳电池组件的正负极间并联一个旁路二极管，以避免光照组件所产生的能量被受遮蔽的组件所消耗。
因此，旁路二极管的作用就是：当电池片出现热斑效应不能发电时，起旁路作用，让其它电池片所产生的电流从二极管流出，使太阳能发电系统继续发电，不会因为某一片电池片出现问题而产生发电电路不通的情况。
上一张60片的光伏组件的电路结构图。
图3光伏组件的电路结构图
结论2：光伏组件式需要旁路二极管的。
3、二极管在纵向遮挡和横向遮挡时的作用
图4纵向布置时被遮挡的图
图5横向布置时被遮挡的图
当组件纵向排布时，阴影会同时遮挡3个电池串，3个二极管若全部正向导通，则组件没有功率输出，3个二极管若没有全部正向导通，则组件产生的功率会全部被遮挡电池消耗，组件也没有功率输出。
当组件横向排布时，阴影只遮挡1个电池串，被遮挡电池串对应的旁路二极管会承受正压而导通，这时被遮挡电池串产生的功率全部被遮挡电池消耗，同时二极管正向导通，可以避免被遮挡电池消耗未被遮挡电池串产生的功率，另外2个电池串可以正常输出功率。
结论3：纵向遮挡，3串都受影响，3串的输出功率都降低；横向遮挡，只有1串受影响，另外2串正常工作。
标准测试条件（即温度25℃，光谱分布AM1.5，辐照强度是1000W/m2，）下，未遮挡、纵向遮挡、横向遮挡的输出功率图：
图6 组件未被遮挡时的输出功率
图7纵向遮挡（图4遮挡方式）时组件的输出功率
图8 横向遮挡（图5遮挡方式）时组件的输出功率
从图中可以看到，组件横向遮挡电池片时，组件的输出功率约为正常输出功率的2/3，说明二极管导通，起到保护作用，组件纵向遮挡电池片时，组件几乎没有功率输出，测试结果与理论一致。
结论4：在光伏电站中组件采用横向排布，可以减少阴影遮挡造成的发电量损失。
为了更好的说明这一问题，借用网友“李京大明”的一组实验实测的数据来说明。
采用了下面7种不同的遮挡方式。
这7种遮挡方式中，方案2和方案6、方案3和方案7的遮挡量基本相同。
那他们的输出功率呢？看下表。
方式
可以看出，方案6的输出功率远大于方案2，方案7的输出功率远大于方案3。
纵向安装阴影遮挡后，二极管全部导通，在这种情况下，组件的电流是很低，小于1A；横向安装阴影遮挡后，仅有一个二极管导通，其余两个是正常的，所以功率降低不大。
总结论：在早晚遮挡是不可避免的，横向布置发电量会比竖向布置高很多！安装费毕竟是小头，发电量好效益才好！所以，尤其是山地电站，尽量采用横向布置吧！。