组件遮挡实验
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！
光伏组件横向竖向发电量对比分析
光伏组件竖向、横向布置不同，发电量差异大！ 在光伏电站的设计中，光伏组件的放置有两种设计方案： 方案一：竖向布置，如下图。 图1光伏组件竖向布置的光伏电站 方案二：横向布置，如下图。 图2光伏组件横向布置的光伏电站 根据我的了解，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积，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，
光伏组件中电池遮挡与伏安特性曲线变化的关系
光伏组件中电池遮挡与伏安特性曲线变化的关系
光伏组件中电池遮挡与I-V曲线特性变化关系 收藏分享2011-4-26 11:06|发布者: 么西么西|查看数: 1668|评论数: 0 摘要: 众所周知，晶体硅太阳电池组件的表面阴影、焊接不良及单体电池功率不匹配等因素是导致输出功率降低的主要原因，研究这些因素的影响不仅对制造晶体硅太阳电池组件有指导作用，而且也有利于人们正确判断光伏发电系统输 ... 匹配等因素是导致输出功率降低的主要原因，研究这些因素的影响不仅对制造晶体硅太阳电池组件有指导作用，而且也有利于人们正确判断光伏发电系统输出降低或失效的原因。 国外曾经有人报道一些在现场用了10到15年的组件电特性已经恶化。其I-V 特性曲线已经和一些普通的光伏组件差别很大，而这种变化的I-V曲线可以用来分析晶体硅太阳电池组件输出降低的原因。本文主要讨论了遮挡部分电池组件输出特性的影响，并用计算机对核过程进行了模拟。 一、模拟方法 在晶体硅太阳电池组件中，当有电池被遮挡时，组件的输出特性可以用下式表示： =3.86X10-5（A）,Rsh=15.29这些参数估算时可以用一下参数代替：n=1.96，I （Ω）。a=2.0x10-3，Vbr=-21.29（V），nn=3.R =0.008. 3 组件中有电池被遮盖时的电路可以用图片三来表示，正常的电池和被遮盖住的电池在组建中是串联关系，因此电压V和电流I满足以下等式：
组件中电池被遮挡时的模拟电路 其中，Iph1代表组件中普通电池的光电流，Iph2代表遮挡电池产生的光电流，与等式（2）中的遮挡透过率有关系，例如，当遮挡透过率为35%时，Iph2是Iph1的0.35倍。通过解（3）-（6）式可以计算出I-V的特性。 二、实验 图2（a）和（b）是通过改变阴影透过率的情况下分别计算和实际测量的I-V特性曲线。当组件上的一个电池用不同的透过率（一个组件由36块电池组成）时，短路电流大致变化不大。结果是透过率越低，电流随着电压的升高下降越快。另一方面，开路电压基本上相同。由图可看出：测量结果与计算的结果相吻合。
光伏组件与阵列设计复习过程
光伏组件与阵列设计
1.1 引言 太阳电池是将太阳光直接转换为电能的最基本元件，一个单体太阳能电池的单片为一个PN结，工作电压约为0.5V，工作电流约为20－25mA/cm2, 一般不能单独作为电源使用。因而需根据使用要求将若干单体电池进行适当的连接并经过封装后，组成一个可以单独对外供电的最小单元即组件（太阳能电池板）。其功率一般为几瓦至几十瓦，具有一定的防腐、防风、防雹、防雨的能力，广泛应用于各个领域和系统。 当应用领域需要较高的电压和电流，而单个组件不能满足要求时，可把多个组件通过串连或并联进行连接，以获得所需要的电压和电流，从而使得用户获取电力。根据负荷需要，将若干组件按一定方式组装在固定的机械结构上，形成直流发电的单元，即为太阳能电池阵列，也称为光伏阵列或太阳能电池方阵。一个光伏阵列包含两个或两个以上的光伏组件，具体需要多少个组件及如何连接组件与所需电压（电流）及各个组件的参数有关。 太阳能电池片并、串联组成太阳能电池组件；太阳能电池组件并、串联构成太阳能电池阵列。 1.2 光伏组件 1.2.1组件概述 光伏组件（俗称太阳能电池板）是将性能一致或相近的光伏电池片（整片的两种规格125*125mm、156*156mm），或由激光机切割开的不同规格的太阳能电池，按一定的排列串、并联后封装而成。由于单片太阳能电池片的电流和电压都很小，把他们先串联获得高电压，再并联获得高电流后，通过一个二极管（防止电流回输）然后输出。电池串联的片数越多电压越高，面积越大或并联的片数越多则电流越大。如一个组件上串联太阳能电池片的数量是36片，这意味着这个太阳能组件大约能产生17伏的电压。 1.2.2电池的连接与失配 失配的影响:失配损失是由于电池或者组件的互联引起的，这些电池或者组件没有相同的特性或者经历了不同的条件。在PV组件和方阵中，在某种条件下失配问题是一个严重的问题，因为一个组件在最差情况的输出是由其中的具有最低输出的太阳电池决定。例如，当一个太阳电池被遮挡而组件中的其它的太阳电池并没有被遮挡时，一个处于“良好”状态的太阳电池产生的功率可以被低性能的太阳电池耗散，而不是提供给负载。这可以导致非常高的局部电力耗散，并且由此而产生的局部加热可以引起组件不可恢复的损伤。 太阳能电池在串、并联成电池组件时，由于每片太阳能电池电性能不可能绝对一致，这就使得串、并联后的输出总功率往往小于各个单体太阳能电池输出功率之和，称作太阳能电池的失配。在太阳能组件的制造以及组建安装为阵列的过程中，失配问题总会存在，并或多或少的影响太阳能电池的性能。这是
光伏组件与阵列设计说明
1.1 引言 太阳电池是将太阳光直接转换为电能的最基本元件，一个单体太阳能电池的单片为一个PN结，工作电压约为0.5V，工作电流约为20－25mA/cm2, 一般不能单独作为电源使用。因而需根据使用要求将若干单体电池进行适当的连接并经过封装后，组成一个可以单独对外供电的最小单元即组件（太阳能电池板）。其功率一般为几瓦至几十瓦，具有一定的防腐、防风、防雹、防雨的能力，广泛应用于各个领域和系统。 当应用领域需要较高的电压和电流，而单个组件不能满足要求时，可把多个组件通过串连或并联进行连接，以获得所需要的电压和电流，从而使得用户获取电力。根据负荷需要，将若干组件按一定方式组装在固定的机械结构上，形成直流发电的单元，即为太阳能电池阵列，也称为光伏阵列或太阳能电池方阵。一个光伏阵列包含两个或两个以上的光伏组件，具体需要多少个组件及如何连接组件与所需电压（电流）及各个组件的参数有关。 太阳能电池片并、串联组成太阳能电池组件；太阳能电池组件并、串联构成太阳能电池阵列。 1.2 光伏组件 1.2.1组件概述 光伏组件（俗称太阳能电池板）是将性能一致或相近的光伏电池片（整片的两种规格125*125mm、156*156mm），或由激光机切割开的不同规格的太阳能电池，按一定的排列串、并联后封装而成。由于单片太阳能电池片的电流和电压都很小，把他们先串联获得高电压，再并联获得高电流后，通过一个二极管（防止电流回输）然后输出。电池串联的片数越多电压越高，面积越大或并联的片数越多则电流越大。如一个组件上串联太阳能电池片的数量是36片，这意味着这个太阳能组件大约能产生17伏的电压。 1.2.2电池的连接与失配 失配的影响:失配损失是由于电池或者组件的互联引起的，这些电池或者组件没有相同的特性或者经历了不同的条件。在PV组件和方阵中，在某种条件下失配问题是一个严重的问题，因为一个组件在最差情况的输出是由其中的具有最低输出的太阳电池决定。例如，当一个太阳电池被遮挡而组件中的其它的太阳电池并没有被遮挡时，一个处于“良好”状态的太阳电池产生的功率可以被低性能的太阳电池耗散，而不是提供给负载。这可以导致非常高的局部电力耗散，并且由此而产生的局部加热可以引起组件不可恢复的损伤。 太阳能电池在串、并联成电池组件时，由于每片太阳能电池电性能不可能绝对一致，这就使得串、并联后的输出总功率往往小于各个单体太阳能电池输出功率之和，称作太阳能电池的失配。在太阳能组件的制造以及组建安装为阵列的过程中，失配问题总会存在，并或多或少的影响太阳能电池的性能。这是因为：1，
太阳能光伏组件遮挡问题研究
太阳能光伏组件遮挡问题研究 太阳能光伏组件遮挡问题研究 众所周知，晶体硅太阳电池组件的表面阴影、焊接不良及单体电池功率不匹配等因素是导致输出功率降低的主要原因，研究这些因素的影响不仅对制造晶体硅太阳电池组件有指导作用，而且也有利于人们正确判断光伏发电系统输出降低或失效的原因。 国外曾经有人报道一些在现场用了10到15年的组件电特性已经恶化。其I-V特性曲线已经和一些普通的光伏组件差别很大，而这种变化的I-V曲线可以用来分析晶体硅太阳电池组件输出降低的原因。本文主要讨论了遮挡部分电池组件输出特性的影响，并用计算机对核过程进行了模拟。 一、模拟方法 在晶体硅太阳电池组件中，当有电池被遮挡时，组件的输出特性可以用下式表示： 这些参数估算时可以用一下参数代替：n=1.96，I0=3.86X10-5 （A）,Rsh=15.29（Ω）。a=2.0x10-3，Vbr=-21.29（V），nn=3.R3=0.008. 组件中有电池被遮盖时的电路可以用图片三来表示，正常的电池和被遮盖住的电池在组建中是串联关系，因此电压V和电流I满足以下等式：
组件中电池被遮挡时的模拟电路 其中，Iph1代表组件中普通电池的光电流，Iph2代表遮挡电池产生的光电流，与等式（2）中的遮挡透过率有关系，例如，当遮挡透过率为35%时，Iph2是Iph1的0.35倍。通过解（3）-（6）式可以计算出I-V的特性。 二、实验 图2（a）和（b）是通过改变阴影透过率的情况下分别计算和实际测量的I-V 特性曲线。当组件上的一个电池用不同的透过率（一个组件由36块电池组成）时，短路电流大致变化不大。结果是透过率越低，电流随着电压的升高下降越快。另一方面，开路电压基本上相同。由图可看出：测量结果与计算的结果相吻合。
光伏组件竖横向布置不同,发电量差异大!
光伏组件竖向、横向布置不同，发电量差异大! 在光伏电站的设计中，光伏组件的放置有两种设计方案：方案一：竖向布置，如下图。 图1光伏组件竖向布置的光伏电站 方案二：横向布置，如下图。
图2光伏组件横向布置的光伏电站 根据我的了解，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积，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。
组件遮挡实验
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
光伏组件的热斑效应和试验方法
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。电池温度可以用热成像仪等仪器测量。对于串联-并联- 串联连接方式的大型组件，标准允许随机选择其中30%的电池进行比较。 对于串联和串联-并联连接方式的组件，IEC61215标准给出了两种快速的方法。第一种方法是：将组件短路，不遮光，直接寻找稳定工作温度最高的电池。第二种方法是：将组件短路，依次遮挡每个电池，选择遮光后组件短路电流减少最大的电池。本文推荐采用第二种方法，这主要是考虑到测量短路电流精度较高，测量结果可以用于下一个步骤的判断，而且短路电流跟失谐电池消耗的功率有直接关系。 2、确定最坏遮光比例 选定最差电池之后，还要确定在何种遮光比例下热斑的温度最高。即用一组遮光增量为5%的一组不透明盖板，逐渐减少对该电池的遮光面积，监测电池被遮部位背面的稳定温度，看何时达到最高温度。目前最常见的电池规格有 156mm*156mm和125mm*125mm两种，因此实验室需要准备两组不透明盖板。 以上两个步骤所使用的辐射源，可以是稳态太阳模拟器或自然阳光，辐照度不低于700W/m2，不均匀度不超过±2%，瞬时稳定度在±5%以内。如果气候条件允许，可优先选择自然阳光。南方的实验室在这方面优势明显。以深圳为例，根据气象局统计（表一），年太阳辐射量平均为5225 MJ/m2，年日照时数平均为2060小时，可计算平均太阳辐射强度为705W/m2。另外，低纬度地区的太阳辐射
光伏组件中电池遮挡与伏安特性曲线变化的关系
体硅太阳电池组件有指导作用，而且也有利于人们正确判断光伏发电系统输 ... 配等因素是导致输出功率降低的主要原因，研究这些因素的影响不仅对制造晶体硅太阳电池组件有指导作用，而且也有利于人们正确判断光伏发电系统输出降低或失效的原因。 国外曾经有人报道一些在现场用了10到15年的组件电特性已经恶化。其I-V特性曲线已经和一些普通的光伏组件差别很大，而这种变化的I-V曲线可以用来分析晶体硅太阳电池组件输出降低的原因。本文主要讨论了遮挡部分电池组件输出特性的影响，并用计算机对核过程进行了模拟。 一、模拟方法 在晶体硅太阳电池组件中，当有电池被遮挡时，组件的输出特性可以用下式表示： 这些参数估算时可以用一下参数代替：n=1.96，I0=3.86X10-5（A）,Rsh=15.29（Ω）。a=2.0x10-3，Vbr=-21.29（V），nn=3.R3=0.008. 组件中有电池被遮盖时的电路可以用图片三来表示，正常的电池和被遮盖住的电池在组建中是串联关系，因此电压V和电流I满足以下等式：
组件中电池被遮挡时的模拟电路 其中，Iph1代表组件中普通电池的光电流，Iph2代表遮挡电池产生的光电流，与等式（2）中的遮挡透过率有关系，例如，当遮挡透过率为35%时，Iph2是Iph1的0.35倍。通过解（3）-（6）式可以计算出I-V的特性。 二、实验 图2（a）和（b）是通过改变阴影透过率的情况下分别计算和实际测量的I-V 特性曲线。当组件上的一个电池用不同的透过率（一个组件由36块电池组成）时，短路电流大致变化不大。结果是透过率越低，电流随着电压的升高下降越快。另一方面，开路电压基本上相同。由图可看出：测量结果与计算的结果相吻合。
光伏组件问题系列总结——部分遮挡对组件输出特性的影响
光伏组件问题系列总结——部分遮挡对组件输出特性的影响 1.0绪论 众所周知，晶体硅太阳电池组件的表面阴影、焊接不良及单体电池功率不匹配等因素是导致输出功率降低的主要原因，研究这些因素的影响不仅对制造晶体硅太阳电池组件有指导作用，而且也有利于人们正确判断光伏发电系统输出降低或失效的原因。 国外曾经有人报道一些在现场用了10到15年的组件电特性已经恶化。其I-V特性曲线已经和一些普通的光伏组件差别很大，而这种变化的I-V曲线可以用来分析晶体硅太阳电池组件输出降低的原因。本文主要讨论了遮挡部分电池组件输出特性的影响，并用计算机对核过程进行了模拟。 2.0模拟方法 在晶体硅太阳电池组件中，当有电池被遮挡时，组件的输出特性可以用下式表示： 这些参数估算时可以用一些参数代替：n=1.96，I0=3.86X10-5（A）,Rsh=15.29（Ω）。 a=2.0x10-3，Vbr=-21.29（V），nn=3.R3=0.008. 组件中有电池被遮盖时的电路可以用图片三来表示，正常的电池和被遮盖住的电池在组件中是串联关系，因此电压V和电流I满足以下等式：
组件中电池被遮挡时的模拟电路 其中，Iph1代表组件中普通电池的光电流，Iph2代表遮挡电池产生的光电流，与等式（2）中的遮挡透过率有关系，例如，当遮挡透过率为35%时，Iph2是Iph1的0.35倍。通过解（3）-（6）式可以计算出I-V的特性。 二、实验 图2（a）和（b）是通过改变阴影透过率的情况下分别计算和实际测量的I-V特性曲线。当组件上的一个电池用不同的透过率（一个组件由36块电池组成）时，短路电流大致变化不
太阳能检测之光伏组件的热斑效应和试验方法
太阳能检测之光伏组件的热斑效应和试验方法 太阳能检测之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 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。 热斑耐久试验 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
薄膜光伏组件的热斑效应和应对措施
薄膜光伏组件的热斑效应和应对措施 发布时间：2011-04-21 随着科技日新月异的发展，光伏发电技术在国内外均得到了广泛的应用，其应用形式多种多样，应用场所分布广泛，主要用于大型地面光伏电站、住宅和商用建筑物的屋顶、建筑光伏建筑一体化、光伏路灯等。在这些场所，不可避免的会出现建筑物、树荫、烟囱、灰尘、云朵等对太阳能电池组件造成遮挡。因此，人们关心的是此类情况对太阳能电池的发电效率影响有多大,又该如何解决呢？ 在实际应用中，太阳能电池一般是由多块电池组件串联或并联起来，以获得所期望的电压或电流的。为了达到较高的光电转换效率，电池组件中的每一块电池片都须具有相似的特性。在使用过程中，可能出现一个或一组电池不匹配，如：出现裂纹、内部连接失效或遮光等情况，导致其特性与整体不谐调。在合理的光照条件下，一串联支路中被遮蔽的光伏电池，会由发电单元变为耗电单元，被遮蔽的光伏电池不但对组件输出没有贡献，而且会消耗其它电池产生的电力，此时会发热，这就是热斑效应。 相对于晶体硅而言，非晶硅薄膜电池组件在整个组件上膜厚比较均匀，多个子电池的电流匹配良好，不会出现晶体硅组件易发生裂纹或隐裂纹的情况，通过优异的生产工艺和严格的质量控制体系制成的非晶硅光伏组件，几乎不会发生薄膜组件中各子电池内部链接失效的问题。另外，对于晶体硅太阳电池，小遮挡即可引起大功率损失，导致组件温度过高，严重的会烧坏组件，甚至引起重大火灾；但非晶硅薄膜电池的电流密度较小，阴影遮挡对于薄膜电池也会存在影响，但是影响要比晶体硅电池小得多。 针对薄膜光伏产品的热斑效应，国际电工委员会制定了严格的认证试验标准，产品必须在极为严酷条件下经受住热斑效应的测试。薄膜光伏组件经过热斑耐久试验之后，首先进行外观检查，对任何裂纹、气泡或脱层等情况进行记录或拍照。如果发现标准规定的严重外观缺陷，如：破碎、开裂、弯曲、不规整或损伤的外表面;组件有效工作区域的任何薄膜层有超过一个电池面积10%以上的空隙、看得见的腐蚀，在组件的边缘和任何一部分电路之间形成连续的气泡或剥层等，丧失机械完整性，导致组件的安装或工作都受到影响，则视为不合格。如果存在外观缺陷但不属于上述的严重外观缺陷，如：组件有效工作区域的任何薄膜层有空隙和可见的腐蚀，输出电线有可见的腐蚀等，则拍照进行记录；如果在对后续的其他测试实验没有影响，则认为薄膜光伏组件通过了热斑效应测试，如果造成影响，则另选两块组件重新进行热斑效应测试。此外，组件在标准试验条件下的最大输出功率的衰减不能超过测试前的5%；绝缘电阻应满足初始试验的同样要求。 解决热斑效应问题的通常做法，是在组件上并联一个二极管。通常情况下，这个二极管不影响组件正常工作。当组件中的电池被遮挡时，此时二极管导通，从而避免被遮电池过热损坏。 令客户可以放心的是，目前，包括普乐新能源在内的国内多家薄膜组件制造商通过了国际上最权威的和最严酷的产品工作性能和安全性能的认证。需要注意的是，光伏电站的设计、施工和并网使用过程中，应当充分考虑到遮挡对光伏电站和光伏系统的影响，需要对光伏电站进行合理的布局并采用最大功率控制等技术把阴影对光伏系统的影响减小到最低程度。
光伏组件失效分析
光伏组件失效分析 发表时间：2018-05-21T16:05:13.180Z 来源：《基层建设》2018年第3期作者：宋端鸣 [导读] 摘要：本文对运行光伏电站中光伏组件热斑失效情况，定义典型热斑类别，选择实际运行光伏电站代表性的热斑组件，监测其电性能变化数据，分析不同热斑类型的产生原因与机理。在光伏系统中模拟太阳电池失配情况，进行热斑试验，验证遮挡对热斑的影响。 无锡市产品质量监督检验院江苏无锡 214101 摘要：本文对运行光伏电站中光伏组件热斑失效情况，定义典型热斑类别，选择实际运行光伏电站代表性的热斑组件，监测其电性能变化数据，分析不同热斑类型的产生原因与机理。在光伏系统中模拟太阳电池失配情况，进行热斑试验，验证遮挡对热斑的影响。 关键词：光伏组件；热斑；分析 一、光伏热斑案例分析 在实际使用光伏中，尽管光伏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。但长期使用中难免落上飞鸟、尘土、落叶等遮挡物，这些遮挡物在光伏组件上就形成了阴影。由于局部阴影的存在，电池单片本身通常一定程度存在杂质与缺陷，这些组件在工作时局部发热，长时间热斑高温会导致焊点熔化、背板烧毁、玻璃碎裂等失效。 作者调研了某地区已运行1～3年的约200 MW。的平板光伏组件，对异常组件的性能进行了测试和分析，总结了这些组件的衰减与失效构成因素。 在所有115块短期失效或高衰减光伏组件中，由于电池热斑导致的失效组件占25块，占到总失效光伏组件的20％以上。在这些实际运行光伏电站的典型热斑问题中，有3类比较常见：电池间显著温差（定义为A类）、单电池串电性能失效（定义为B类）、玻璃与电池碎裂（定义为C类）。A类光伏组件中不同电池片会出现明显温差，最高温度电池与正常电池温差通常达到10℃以上，部分温差达到40～50℃。该类组件热斑问题较为常见，由于电池之间电流失配造成，组件搬运、安装过程造成的电池隐裂是产生电流失配的重要原因。将光伏电站中该类热斑问题组件进行的红外热相（正常并网工作状态），与电致发光（EL）测试，如图1所示。图中红外热相图片从组件背面拍摄，EL图为组建正面图，从图1可看出，组件中发热电池与EL隐裂电池能有一定对应关系。此外部分发热电池EL照片不能反应其明显缺陷，封装材料的内部分层对组件局部散热的影响等可能是产生电池问温度差异的原因。A类热斑组件在组件室内太阳模拟器中测试功率，功率下降幅度为5％一8％。B类光伏组件中单串太阳电池功率失效（多串失效在所收集的热斑组件中未见到），对于商用60片156 mmX156 mm电池组件成的组件，约三分之一的功率损失。如图2所示，安装某民用屋顶光伏组件，产生热斑后，通过微型逆变器监控到组件经过的3个阶段输出电性能变化数据： 1）2013年9月前，该组件产生A类热斑问题，但功率正常，相对系统中其他组件，平均发电量损失（百分比）在3％以内；2）2013年10月～2013年12月，该组件发电量损失（百分比）明显增大，达到5％～15％；3）2014年1月，该组件发电量损失（百分比）达到30％以上，约三分之一组件功率损失，组件EL测试照片显示，该组件中单串20片电池失效。以上数据显示，热斑光伏组件功率变化是缓慢逐渐下降，经历数月或更长时间，电池串出现完全失效；严重的A类热斑组件在室外长期运行可能转变成B类热斑组件。 a.温度分布 b.EL图 圈1 A类热斑光伏组件温度分布与电致发光（EL）图 a.电性能 b.EL图 图4 B类热斑光伏组件电性能变化趋势曲线与EL图 C类热斑光伏组件在大的反偏漏电流密度或反偏电压下致使局部超高温，背板与电池较短时间（几天）内直接烧穿，玻璃碎裂。通过
光伏组件遮挡情况分析总结
光伏组件遮挡情况分析总结 杜志平 新能源产业是一个新兴切迅速崛起的产业，在短短十几年间已经发展的具备了相当大的规模，我作为一名新能源电场员工，感到深深的自豪，在内蒙古地区，光伏产业已是非常完善，向电网输送着合格的电能供千家万户使用。 光伏电场分为独立光伏发电、并网光伏发电和分布式光伏发电；独立光伏发电又叫做离线光伏发电，分布式光伏发电又叫分散式发电或分布式供能。 在内蒙古地区，大部分光伏电场是并网式光伏发电，光伏组件的安装集中且密集，减少用地量，优化资源。安装一般选择每个支架为32块组件，分上下两排，分别16块；因光照角度及支架高度制约，前后支架距离不得少于10米，即便如此，组件的遮挡问题依然导致早上及傍晚时间的发电量减少，所以对组件受遮挡的情况进行研究和处理，是非常有必要的。 在内蒙古地区，光伏组件的遮挡有大致以下几种情况： 1、花草树木遮挡。随着光伏电场的建立，将光伏组件整体进行围栏防护，电场内部的生态环境将变得非常好，花草树木的生长能力强，长势较好，虽然光伏组件离地不低于40cm，但仍然有部分草木超过组件遮挡组件，我曾在两个光伏电场见到过将羊放进光伏组件区进行放牧，但效果不明显，部分草木牲畜不吃，也试过使用除草剂进行除草，但是因为内蒙地区草木种类偏多，除草剂针对性强，广泛性差，
且使用剂量非常庞大，不是合适的处理方法。经过多次研究，根据光伏区域的地形特点，建议使用割草机进行除草，采用肩挎式割草机，在每年春季时间，对遮挡光伏组件的草木进行收割，或者将顽固草木进行移植，移植到下风向，50MW的光伏组件需要的清理人员3-4人，时间为10-15天，效果较为明显，成本较低，非常合适。 2、鸟粪及灰尘遮挡。随着内蒙地区生态环境的改善，鸟类越来越多，群居性出现，光伏组件不可避免的出现很多鸟粪，鸟粪对光伏组件的损伤非常大，不及时处理可能破坏组件内部电路，诱发组件的损坏，目前对鸟粪及积累的灰尘还没有比较好的处理方法，一般的清洗方法对顽固的鸟粪处理的不干净，必须采用人工方式清洁，所以这种遮挡情况首先要加强光伏组件巡视人员的巡视责任感，在发现鸟粪的时候及时进行处理，其次采用人工、机器或者清洁水车清理时，要着重对重点遮挡区域进行清理。 3、冬季降雪遮挡。在内蒙地区，冬季降雪量较大，且降雪频繁，降雪后雪堆积在光伏组件上还有可能将组件冻裂，处理起来也十分不便。首先在设计时，技术部分需对该地区的降雪情况及日照角度进行充足的考虑分析，设计出合理合适的光伏组件对地角度，防止降雪堆积情况。处理起来也有几种方法，采用人工制造热斑使组件发热，但是耗时较长，且温度太低有可能对施工人员造成损伤；建议使用人工扫除或者使用吹风机，工作量较大，但是见效快；目前有制作出采用光伏组件加装小型发热装置进行融雪，但是成本较高，且冷热交替容易对光伏组件造成损伤，目前还未普及。
光伏组件热斑效应简析
光伏组件热斑效应简析 一、什么是光伏组件的热斑效应 在一定的条件下，光伏组件中缺陷区域（被遮挡、裂纹、气泡、脱层、脏污、内部连接失效等）被当做负载消耗其它区域所产生的能量，导致局部过热，这种现象称为光伏组件的“热斑效应”。 二、光伏组件热斑效应的危害 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。 三、光伏组件热斑检测 1、检测工具 热成像仪：红外热像仪是利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上，从而获得红外热像图，这种热像图与物体表面的热分布场相对应。通俗地讲红外热像仪就是将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像，热图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。 2、检测方法 在一定的辐照度下，用热成像仪对运行中的光伏组件进行热斑检测，检测前尽量保证光伏组件表面无脏污及异物遮挡，同时还要注意勿使身体及检测仪遮挡光伏组件；检测仪器距离光伏组件不能太近，避免热（红外）相机捕捉到组件发射的太阳光点而造成误判断。热斑
检测最好在春末、夏季、秋初的上午11时---下午16时之间的时间段内进行，由于区域原因而导致辐照度、环境温度等的不同，热斑检测的最佳时间段也会相应不同。 3、热斑判断 一般情况下认为：光伏组件在正常工作时的温度为30℃时，局部温度高于周边温度6.5℃时，可认为组件局部为热斑区域。不过这也不是绝对的，因为热斑检测会受到辐照度、组件输出功率、环境温度及组件工作温度、热斑形成原因等因素的影响，因而判断热斑效应最好是以热成像仪图像上的数据分析为准。（以下图片为组件局部的热斑成像） （1）异物长时间遮挡的热斑成像
光伏组件中电池遮挡与I-V曲线特性变化关系
光伏组件中电池遮挡与I-V曲线特性变化关系 摘要: 众所周知，晶体硅太阳电池组件的表面阴影、焊接不良及单体电池功率不匹配等因素是导致输出功率降低的主要原因，研究这些因素的影响不仅对制造晶体硅太阳电池组件有指导作用，而且也有利于人们正确判断光伏发电系统输... 众所周知，晶体硅太阳电池组件的表面阴影、焊接不良及单体电池功率不匹配等因素是导致输出功率降低的主要原因，研究这些因素的影响不仅对制造晶体硅太阳电池组件有指导作用，而且也有利于人们正确判断光伏发电系统输出降低或失效的原因。 国外曾经有人报道一些在现场用了10到15年的组件电特性已经恶化。其I-V特性曲线已经和一些普通的光伏组件差别很大，而这种变化的I-V曲线可以用来分析晶体硅太阳电池组件输出降低的原因。本文主要讨论了遮挡部分电池组件输出特性的影响，并用计算机对核过程进行了模拟。 一、模拟方法 在晶体硅太阳电池组件中，当有电池被遮挡时，组件的输出特性可以用下式表示： 这些参数估算时可以用一下参数代替：n=1.96，I0=3.86X10-5（A）,Rsh=15.29（Ω）。a=2.0x10-3，Vbr=-21.29（V），nn=3.R3=0.008. 组件中有电池被遮盖时的电路可以用图片三来表示，正常的电池和被遮盖住的电池在组建中是串联关系，因此电压V和电流I满足以下等式：
组件中电池被遮挡时的模拟电路 其中，Iph1代表组件中普通电池的光电流，Iph2代表遮挡电池产生的光电流，与等式（2）中的遮挡透过率有关系，例如，当遮挡透过率为35%时，Iph2是Iph1的0.35倍。通过解（3）-（6）式可以计算出I-V的特性。 二、实验 图2（a）和（b）是通过改变阴影透过率的情况下分别计算和实际测量的I-V特性曲线。当组件上的一个电池用不同的透过率（一个组件由36块电池组成）时，短路电流大致变化不大。结果是透过率越低，电流随着电压的升高下降越快。另一方面，开路电压基本上相同。由图可看出：测量结果与计算的结果相吻合。 图2以遮挡透过率为变量的I-V特性曲线（遮挡电池数：1）（a）计算结果，（b）测量结果
光伏组件布置有妙招 横向竖向发电大不同
光伏组件布置有妙招横向竖向发电大不同【干货】
方案二：横向布置，如下图。 图2光伏组件横向布置的光伏电站 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
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
局部阴影遮挡条件下光伏组件输出特性的研究
光伏组件输出特性的探究
摘要：通过对光伏组件不同位置进行遮挡的实验，得到不同阴影条件下的I-V曲线，并对所得数据进行对比分析，探究阴影位置对输出功率的影响。结果表明，阴影遮挡对光伏组件的影响与被遮挡的串联支路的个数有关，当遮挡一个串联支路时，功率损耗为35.5%；遮挡两个串联支路时，功率损耗为70.1%；遮挡三个串联支路时，功率损耗为97.3%。 关键词：光伏电池、局部阴影、I-V曲线、串联单位、旁路二极管 The experiment on the productivity of PV Cells With Partial Shading ABSTRACT：we get certain I-V curves under different shading conditions through the experiment of covering different positions of the solar cells,then we analyze the data to explore the impact the shadow causes.The result shows that shading effects on the PV modules relate to the number of the branches which are covered by the shadows.when one branch of the solar cells is covered,the power lost will be 35.5%,and if two or three are covered,the lost will be 70.1% and 97.3%. KEY WORDS：Photovoltaic cells;Partial occlusion;characteristic curve of V—I;Bypass diode