光伏发电系统的组成

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CNCA/CTS0004:2009规定的小功率逆变器电磁兼容标准
GB/T17799.2-2003/IEC61000-6-2:2005 电磁兼容通用标准 工业 环境中的抗扰度试验.
GB/T17799.4-2001/IEC61000-6-4:2007 电磁兼容通用标准 工业 环境中的发射
欧洲认证的电磁兼容项目与此不同(需要商榷)
焊接工艺 烙铁温度的准确性及稳定性、焊接不良率
层压工艺 层压机加热板的温度、抽真空时间、加压时间、抽真空速率
成品检验 组件I-V特性,相对测量,随机误差,系统误差用标片修正
打胶工艺 打胶均匀性,覆盖部位
PV组件出厂检验项目和必备仪器设备
外观检查(隐裂) 成品I-V特性(注意测试环境温度)
由于适用于400V以下并网逆变器,不适用于控制器。按CQC标志认证处理, 需要满足安全和电磁兼容要求。
逆变器接口特性
逆变器输出功率质量应满足电网并网要求的能力,包括: 逆变效率 电流谐波 功率因数(PF) 工作电压 工作频率 直流分量(如果认证产品销售配置交流隔离变压器,则
PV组件关键材料
电池片(关键参数:转换效率,影响输出功率) 玻璃, (外壳,影响最大功率输出) EVA (胶,影响可靠性,性能) 背膜 (影响安全,局部放电试验) 接线盒 连接电缆和插头 旁路二极管(影响安全,可靠性(热斑))
PV组件关键工艺
电池片筛选工艺 剔除输出特性(功率)不符合要求的电池片或分类
PV组件安全要求
结构 材料 绝缘电阻 湿态漏电流 耐电强度 接地阻抗 雷击脉冲 旁路二极管温度 接线盒安全 连接器安全
光伏组件依据标准
性能和可靠性环境适应性:
• GB9535-1998/IEC61215:2005《地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型》 • GB18911-2002/IEC61646:2006《地面用薄膜光伏组件设计鉴定和定型》
最大功率跟踪MTTP
PV组件的I-V特性说明其内阻是变化的,从0至∞。 每个组件由于材料的原因,扩延P-N结的工艺等原因,不同型号
组件其内阻是不同的。 多个组件组成组串,再组成子阵列,再加上接线盒和输出线缆、
汇流箱等线路损耗, I-V特性更是不可知的。 最大功率跟踪就是逆变器以软件控制方式调整其输入阻抗,使其
光伏逆变器基本工作原理
将直流输入通过震荡(斩波)整形产生正弦电压, (通过内置变压器)直接转变成220V输出。
通过外置升压变压器将上述功率输出升至电网中压或 110kV高压。
可以是通过模块化并联达到功率集成,例如 10kW×6=60kW。
离网型逆变器通常还有内置控制器 大功率逆变器直流输入端还需要前置汇流箱开关柜等
现场目击试验项目: 安全 接口特性 保护功能 孤岛防护效应
目击试验企业必备的检测仪器设备
可模拟光伏组件I-V特性的可程控直流电源,例如:瑞士TOPCON (推荐方法,也可用光伏阵列代替)
功率相当的直流电源(如果第一项要求的设备不具备的话) RLC直流负载,可以按10mA分段精确调整,例如北京群菱中达 模拟电网负载的交流电源,电压可调,频率可调。 功率分析仪,YOKOGAWA WT3000
逆变器CQC认证工厂例行试验项目
安全例行检验(100%) 1. 设备外观,铭牌信息,警告标识 2. 绝缘耐电强度试验 3. 保护接地连续性试验 4. 接触电流试验
出厂合格性能检验 1. 电压,频率 2. 直流分量 3. 正常频率工作范围 4. 谐波和波形畸变
有关现场目击试验项目
签于逆变器的超大功率,超大体积,超重重量,在 企业具备必要的检测设备的前提下,超过100kW 的逆变器可以在现场目击测试。
PV组件的生产过程和工艺(见视频)
对电池片进行测试,并按照输出参数对其进行分类; 再用金属导电带按需要将太阳能电池焊接在一起。一般是36片或72片太阳能
电池串联,最后汇成一条正极和一条负极引出来。 按照低铁钢化白玻璃或其他透明盖板、乙烯-醋酸乙烯酯膜EVA、太阳能电池
串和乙烯-醋酸乙烯酯膜EVA的顺序叠放,后面盖以聚氟乙烯复合膜,也即TPT 材料,搞好层压敷设。然后,放入真空层压机,在150度温度下抽真空后进行 热压固化。热压固化循环时间大约需要25分钟。固化时由于EVA熔化而向外延 伸形成毛边,所以还应采取修边工艺将其切除。 经固化并修边后,再于四围加上密封条,装上经过阳极氧化的铝合金边框以 增加强度。 背面固定接线盒,连上二极管,一个太阳能光伏组件就做成了。 以上工艺在目前封装技术中占主流地位。其它还有环氧树脂封装、中空玻璃 封装和灌胶封装等多种方式。
PV组件技术要求
性能要求
晶体硅PV组件:IEC61215:2005 薄膜PV组件:IEC61646:2006
质量可靠性和耐环境要求
晶体硅PV组件:IEC61215:2005 薄膜PV组件:IEC61646:2006
安全要求(晶体硅和薄膜PV组件)
IEC61730-1 IEC61730-2
• 太阳光照在半导体p-n结上,形成新的空穴-电子对,在p-n结电场的作用下, 空穴由n区流向p区,电子由p区流向n区,接通外电路后就形成电流。这就是 光电效应太阳能电池的工作原理。
• 单体太阳能电池是将光能转换成电能的最小单元。由于它的输出电压只有0.40.5V左右,输出功率只有2-3W左右,远不能满足一般用电设施的基本要求。 再加上单体电池本身易破碎、易被腐蚀,若直接暴露在大气中,光电转换效 率会由于潮湿、灰尘、酸雨、冰雹、风砂等的影响而下降,为此,须将若干 个单体电池按电性能分类进行串并联,经过封装后组合成可以作为电源使用 的最小单元,即太阳能光伏电池组件。
CQC标志认证--光伏专业 工厂检查员教材
中国质量认证中心
(备案稿)
PV电池片
PV电池片分类
硅材料电池片
结晶硅PV电池
非晶硅PV电池片
单晶硅PV电池
多晶硅PV电池
多元化合物(薄膜)PV电池
聚合物多层修饰电极型太阳能电池
PV组件正面图
栅线,负极
PV组件背面图
wenku.baidu.com
底电极,正极
PV电池发电原理(见附件)
PV组件性能要求
PV组件的I-V特性,包括短路电流Is, 开路电压Vo, 最大输 出功率Pm,最大输出功率下的电流Ipm,最大输出功率下的Vpm
(可一次同时测得)。
在1000W/m2的辐照度(一个太阳光)的条件下输出功率不低于 铭牌值5%;
200W/m2低辐照度下的功率输出(无要求,设计参考);
孤岛防护设计要求
当电网电压频率偏离规定值时,逆变器应在规 定时间(2s)跳闸离网,电网恢复后一段时间 后再合闸并网,保护电网维护人员安全;
保护用户侧用电设备,保护电网; 测量在规定的各个功率点上进行
CQC标志认证逆变器电磁兼容要求
按照国际标准(EN50178),大功率的逆变器不直接进行 电磁兼容测量,包括EMS, EMI,可以采用简化测量或推 断。
• 可以看出,R=r时,功率为最大,且为源内 阻为0时的理想输出功率的1/4。
逆变器关键材料和关键工艺
IEC62109-1第14章-零部件(基本同IEC60950) 分断开关 热保护器 过流保护器 电源线 印制线路板 冷却风扇 变压器 雷击电压抑制器 滤波电容器 电池
绝缘试验(IEC61215) —1000V+2倍最大系统电压/2s(1min) —500V(如果系统电压不超过50V)/1s(2min)
耐压仪器正极接短路的输出正负极,负极接外金属框、部件。
接地连续性(IEC61730-2) 在接地端子(如有的话)与金属框、部件间施加2.5倍于过流保 护装置额定电流值的试验电流,测量出电压降与试验电流之比 或直接测量阻抗,应≤0.1Ω。如果没有过流保护装置,要看组 串中或者汇流箱中的过流保护装置。
NOCT正常工作条件下的最大工作温度。
电流温度系数α,电压温度系数β和功率温度系数γ(没有限 值要求,仅供设计参考)
质量可靠性和耐环境要求
外观,隐裂 湿热 冷热循环 湿冻 热斑 机械载荷 冰雹试验 撞击试验 火焰燃烧试验(BIPV/BAPV组件) 盐雾试验 紫外辐射老化试验 上述试验后输出功率不低于初始值的5%
• 电池组件主要有串联和并联两种方式,也可以同时采用串、并联混合方式。 串联方式可以在不改变输出电流的情况下使输出电压成比例增加,并联方式 可以在不改变输出电压的情况下使输出电流成比例增加,而串、并联混合方 式则既能增加输出电压,又可增加输出电流。在需要更大功率的场合,则需 要将多个电池组件连接成为电池方阵,以向负载提供数值更大的输出电压、 输出电流和输出功率。 包括通过逆变器向电网输电。
此项不测) 低压穿越 回馈
金太阳认证对并网逆变器保护功能要求
过/欠压保护 过/欠频保护 恢复并网保护 过流保护 防反放电保护 极性反接保护 过载保护
并网/离网逆变器安全设计要求
• 基本同IEC60950 • 警告标识 • 触电和能量危险的防护 • 机械危险的防护 • 着火危险的防护 • 声压危险的防护 • 液体危险的防护 • 化学危险的防护 • 物理要求 • 零部件
光伏储能蓄电池(PVES)认证要求
光伏储能电池为列入国家金太阳示范工程四大产品之 一,也是CQC开展标志认证的产品;
光伏发电系统储能用蓄电池与铁路,汽车,通信基站 等普遍使用的低成本铅酸蓄电池不同,而是要满足光 伏系统特定要求的蓄电池,通常为铅酸蓄电池和镍- 镉蓄电池,而不是电动汽车目前使用的磷酸锂铁电 池。
逆变器/控制器认证技术要求
接口性能-GB19939-2005《光伏系统并网技术要求》 安全要求-IEC62109-1:2009《光伏电源系统用电力转换设备的安全》
孤岛防护-IEC62116《并网光伏逆变器孤岛防护措施试验程序》 最大功率跟踪(MPPT)功能 电磁兼容(金太阳认证,仅对10kW以下) 环境适应性(金太阳认证要求,适用时) 效率(包括欧洲效率,CQC可开展独立认证) 控制器列入金太阳示范工程范围,但是未指定标准,CNAS/CTS0004:2009
• 盐雾 GB/T18912-2002/IEC61701:1995《光伏组件盐雾腐蚀试验》 安全
• GB/T20047.1-2006/IEC61730-1:2004《光伏(PV)组件安全鉴定第一部分:结 构要求》
• IEC61730-2:2004《光伏(PV)组件安全鉴定第二部分:试验要求》 • GB/T19394-2003/IEC61345:1998《光伏(PV)组件紫外试验》
认证检测用标准IEC61427:2005/GB/T22473:2008 金太阳示范工程中未指定认证用标准
1. 太阳光模拟器测试系统,包括C级模拟光源和采集 器负载;
2. 经过校准的标片,尺寸和材料应与被测成品一致;
干态绝缘电阻测试仪器 耐电强度测试仪器 接地连续性(IEC61730)
PV组件出厂电气检验要求和方法
绝缘试验(IEC61730) —Class A: 2倍最大系统电压+4000Vdc —Class B: 1倍最大系统电压+2000Vdc
I-V特性与PV子阵列的I-V特性一致,以得到最大输入功率和最大 输出功率。 以软件算法实现MTTP
PV组件的IV特性
获得最大功率的条件
• P=I2·R=[U/(R+r)]2·R=U2·R/(R2+2·R·r+r2) • =U2·R/[(R-r)2+4·R·r] • =U2/{[(R-r)2/R]+4·r}
光伏发电系统的组成
并网光伏发电系统电站由若干PV组件形成组串,若干组 串再经汇流箱形成子阵列后接逆变器,若干逆变器并联 到一个大功率升压变压器后并网。
离网光伏系统与电站的区别在于不能依靠并网来储存能 量,因此必须配备储能蓄电池,因此,还要有控制器, 如果应用在用户侧(不是中压供电侧),且功率不大, 通常不超过10kW,变压器可以内装在逆变器中。
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