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光伏陣列的性能測(cè)試
光伏陣列的性能測(cè)試
當(dāng)負(fù)載電阻RL調(diào)到足夠小時(shí)，電池輸出電壓很低，電流表測(cè)出負(fù)載RL上電流即可認(rèn)為是短路電流(Isc);當(dāng)負(fù)載電阻RL調(diào)到足夠大直至斷路，輸出電流等于0，此時(shí)電壓表測(cè)得的電壓即為開路電壓(Uoc);若通過不斷調(diào)節(jié)負(fù)載電阻RL，把光伏電池的輸出的電壓和電流繪制下來就可得到伏安特性曲線。該項(xiàng)試驗(yàn)曲線可用下式表示〔式中參數(shù)定義同式(2.3))
1.組裝工藝質(zhì)1檢查
對(duì)于光伏電池板和光伏陣列的組裝工藝檢查主要是檢查其外觀質(zhì)量，它是保證光伏發(fā)電工程質(zhì)量非常重要的環(huán)節(jié)。主要檢查的內(nèi)容包括光伏電池板表面、串并聯(lián)接點(diǎn)的焊接質(zhì)量、封裝板的膠接質(zhì)量等。普通檢測(cè)是用目測(cè)檢查和光學(xué)儀器檢查，精密檢
測(cè)可用紅外線發(fā)射法、聲發(fā)射法、紅外顯微鏡和全息照相技術(shù)等來檢測(cè)焊接質(zhì)量。其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)分為功能性和裝飾性兩類。功能性質(zhì)量問題叮直接影響到光伏陣列的性能指標(biāo)、可靠性和壽命;而裝飾性間題則影響不大口其中光伏電池組件斷裂、用于防塵防濕的蓋板斷裂、電池和蓋板間的乳合膠厚度發(fā)生變化、部分脫膠、焊點(diǎn)脫焊或漏焊都屬于功能性的問題;而電池表面變色、少量多余的豁合膠溢出等則可認(rèn)為是裝飾性問題。
2.電性能瀏試
(1)電性能測(cè)試條件
早期進(jìn)行光伏電池或光伏陣列的電性能測(cè)試，所用光源只是理想夭氣條件下的自然光源，它的優(yōu)勢(shì)是可使大面積的光伏陣列均勻受光，測(cè)量結(jié)果真實(shí)可信，經(jīng)濟(jì)實(shí)用;缺點(diǎn)是好天可遇不可求，同時(shí)自然光源的輻射強(qiáng)度既不穩(wěn)定也不可調(diào)，做一條隨光強(qiáng)
連續(xù)變化特性曲線的試驗(yàn)需要的周期時(shí)間長(zhǎng)。這些都對(duì)光伏電池的試驗(yàn)條件帶來很大的局限性。為此人們從2。世紀(jì)5(l年代末期開始逐漸嘗試用各式各樣的燈光來模擬太陽光做試驗(yàn)，其中包括白熾燈、鎢燈、水銀弧燈和高壓氛弧燈等。隨著科學(xué)的進(jìn)步，各種太陽模擬器也應(yīng)運(yùn)而生，它們不但能模擬產(chǎn)生出與真實(shí)太陽類似的輻射光譜的光源，還能以平行光束的形式照射到被測(cè)物體上。使用太陽模擬器的最大優(yōu)勢(shì)是光強(qiáng)和色溫可自行調(diào)節(jié)和控制，這樣就可比較方便地在短時(shí)間內(nèi)測(cè)量出各種光伏電池的特性參數(shù)。
對(duì)于準(zhǔn)確評(píng)估光伏電池等光伏組件的電性能參數(shù)，國(guó)際電工委員會(huì)頒布的IEC標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定光伏電池的標(biāo)準(zhǔn)照度測(cè)試條件是，太陽能輻射通量1000W/m2,環(huán)境溫度25°C、大氣質(zhì)量AM1.5?？紤]到光伏發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)常工作于光強(qiáng)較弱的條件，光伏電池在低輻照度下的特性輸出對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的發(fā)電能力和系統(tǒng)性能也影響很大，為此IEC標(biāo)準(zhǔn)中又新增加了對(duì)光伏電池的低輻照度性能測(cè)試，其條件改為太陽能輻射通量200w/m2,、環(huán)境溫度25°C、大氣質(zhì)量AM1.5。
(2)測(cè)試輸出特性
測(cè)試光伏陣列的輸出特性是測(cè)定它在特定光照和溫度下的輸出功率和伏安特性曲線。
由此可以了解待測(cè)光伏陣列的光電轉(zhuǎn)換能力，以及電池內(nèi)部等效電路中的串、并
聯(lián)電阻、半導(dǎo)體結(jié)等的具體參數(shù)。測(cè)試的基本電路如圖.左邊是待測(cè)光伏電池的等效電路，右邊是測(cè)量電路。測(cè)試最好借助于可調(diào)光源，如太陽模擬器來做。
光伏電池測(cè)試箱出特性的原理圖
(3)測(cè)試串聯(lián)電阻
光伏電池中的串聯(lián)電阻是反映其電性能的另一個(gè)重要參數(shù)。不論是光伏電池組件還是光伏陣列其測(cè)量原理是一樣的:通過某一光伏電池在不同條件下得到的兩條伏特性曲線間的比較，可間接地得到電池內(nèi)部的串聯(lián)電阻值。具體方法有如下兩種。
一種方法是光、暗特性曲線比較法。如圖3.20所示，圖中曲線1是該電池光照下的伏安特性曲線，曲線2是在無光照下得到的伏安特性曲線，曲線3是曲線2經(jīng)過縱軸反向位移后得到的。在1、2兩條曲線靠近Usc處水平面上提取△U值。
另一種方法是使用該電池在不同光強(qiáng)曲線比較法。如圖3.21所示，曲線1和曲
線Z分別是該電池在兩種不同光強(qiáng)條件下測(cè)得的兩條伏安特性曲線。在兩條曲線的
最大功率點(diǎn)處分別取出電壓差A(yù)r.7和電流差△Isc一值，根據(jù)公式Rs=△U/△Isc即可計(jì)算串聯(lián)電路Rs的值。
(4)測(cè)試絕緣性能
此項(xiàng)試驗(yàn)是對(duì)所有電氣設(shè)備都需要做的一項(xiàng)安全性能試驗(yàn).以觀察該設(shè)備的電路部分與金屬外殼和支架等非帶電部分之間絕緣層是否可靠。試驗(yàn)的結(jié)果關(guān)系到人身和設(shè)備的安全。具體測(cè)試的方法是先將光伏電池電路的正負(fù)終端短路，然后用專用的絕緣電阻測(cè)試儀表測(cè)量光伏電池電路和金屬基板之間的電阻值。值得注意的是，一旦絕緣電阻值很小，導(dǎo)致出現(xiàn)低阻通路或電弧放電的現(xiàn)象，要防止光伏電池或阻塞二極管.l幾的電壓過高而毀壞。所以該試驗(yàn)最好選用限流在幾個(gè)毫安小電流的絕緣電阻測(cè)帚設(shè)備來做口另外，一般絕緣電阻都比較高。常采用較高電壓的儀器(如搖表等專用儀器.電壓常為500~1000V，甚至更高)，故在做絕緣試驗(yàn)之前要將光伏電池或阻塞二極管兩端電極用導(dǎo)線短接起來，以免遭到損壞.
(5)測(cè)試無光照下的正向特性
此項(xiàng)試驗(yàn)是在無光照條件下，在光伏陣列的輸出端外加一個(gè)可調(diào)直流電壓源，使光伏電池處于正向偏壓狀態(tài)。調(diào)節(jié)電壓值，記錄下此時(shí)電池輸出電流與偏壓值關(guān)系即可。在無光照時(shí)，光伏電池就相當(dāng)是一個(gè)純二極管，該項(xiàng)試驗(yàn)測(cè)量出的正是該二極管
的正向特性曲線。由干該試驗(yàn)帶來的正向偏壓電流比正常光照下的短路電流還要大，使得光伏電池上的溫度升高，引起測(cè)量誤差，所以最好采用間歇時(shí)間大于IOs的脈沖偏壓電源。
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