光伏发电系统效率峰值辐照下运行效率

天合光能光伏能源
点击标题下方蓝字“天合光能光伏能源”关注我—————————————————————摘要:组件弱光损失是组件在弱光条件下转换效率的降低带来发电量的损失,不同类型的组件产品由于电池片制造技术的不同其弱光性能的表现会有一定的差异,对弱光性能有重要影响的两个参数为组件串联电阻值Rs和并联电阻值Rsh。由于光伏组件的理论模型较为复杂,对其输出特性的研究一般采用仿真实验的模式,目前PVsyst仿真建模在弱光参数的设置上默认以该软件自身提供的实验数据和美国Sandia数据作为基础,但在实际建模过程中发现,使用默认的数据和预期的结果存在一定的差异,因此不能很准确地反映真实的弱光性能。在此前提下本文基于多晶组件弱光200W/m2条件下的第三方测试数据,尝试对组件PAN文件中的参数进行优化调整,使得在弱光下的发电量预测更加准确,除此,文中参考PVsyst用户手册展示了Rs和Rsh优化调整的方法。 在标准测试条件下(STC)太阳能模拟器的光强为1000W/m2,而大部分地区户外的实际辐照度都要小于这个值,一般将辐照度低于1000W/m2的光照定义为弱光。比如图1为南京地区年水平辐照强度的分布,可以看出辐照度低于200W/m2约占38.18%,在400-600 W/m2之间约占20%,600-800 W/m2约占11%,所以光伏系统全年发电量的大小就取决于组件在弱光下的发电能力,尤其对于辐照度水平较低的国家和地区。晶硅组件在弱光下主要体现在电池片的开路电压Voc的降低,进而导致电池片的效率降低,如图2 为不同并联电阻值的多晶组件在户外测试条件下Voc随辐照的变化趋势,组件并联电阻越低,Voc下降幅度越大,当并联电阻值在141Ω或220Ω左右时Voc降低不明显,即使降到50 W/m2-100W/m2一般只减少2V左右。从图2 的结果也从侧面说明了相同功率的不同组件在STC条件下的转换效率可能有很小的差异,但是由于并联电阻不同,在200W/m2下可能就有很大差别。其中Rsh是影响组件弱光性能的一个重要参数,另外还包括串联电阻值Rs和二极管理想因子,因为二极管理想因子和Rs相互关联,Rs值改变后,二极管理想因子也会随着改变,所以本文主要探讨Rsh和Rs这两个参数对组件弱光性能的影响以及优化调整的方法。图1 南京地区年水平辐照度分布(%)(数据来源:Meteonorm6.1气象软件)图2弱光下多晶组件的Voc随太阳辐照的变化趋势(南京地区)1、串联电阻值对弱光性能的影响在PVsyst模型中,组件实际测试的串联电阻值被定义为Series Resistance(apparent),简写为Rs(apparent),而SeriesResistance(module)为单二极管模型有关的电阻值,简写为Rs(module),这个值无法从组件的Datasheet得到,一般需要根据实际情况进行调整。以XXX-240P多晶组件为例,在PVsyst默认的组件PAN文件参数里面,该组件标准测试条件下的Rs(apparent)值为0.48Ω,Rs(module)为0.281Ω,标准测试条件下并联电阻值Rsh(Gref)为250Ω。现将Rsh(Gref)固定为250Ω,Rsh(0)默认为Rsh(Gref)的4倍,Rsh(exp)=5.5,这里的Rsh(0)和Rsh(exp)会在第三部分详细说明,假设Rs(module)值分别取为0.35Ω和0.413Ω,和默认的0.281Ω进行比较,使用PVsyst软件可得到不同辐照度下组件的峰值功率和NOCT条件下组件的峰值功率Pmax,结果参考表1。 表1 XXX-240P组件在不同Rs(module)值和不同辐照度下的Pmax比较(Rsh(Gref)=250Ω)Irrad.(W/m?)Rs (module)=0.35Ω Rs (module)=0.413ΩRs (module)=0.281ΩPm(W)Pm(W)Pm(W)20046.847.945.640095.997.494.3600144.8146.2143.2800193193.91921000240240.1240.1Pmax at NOCT(W)177.1178176.1图3为不同Rs(module)值在不同辐照下的相对STC 时转换效率,从表1和图3模拟结果可知,和默认值0.281Ω相比,适当提高组件的Rs(module)值,可以提升弱光下的输出性能。图3 不同Rs(module)值在不同辐照下的相对STC转换效率比较(@Rsh(Gref)=250Ω)表2为基于南京地区不同Rs(module)的组件系统弱光损失对比,当Rs(module)以0.005Ω微小变化时,弱光损失的变化幅度约在0.1%左右,即说明了Rs(module)的微小变化对弱光损失的影响很大。 表2 XXX-240P组件系统取不同Rs(module)值的全年弱光损失比较(@Rsh(Gref)=250Ω,Pm=96kW)Rs(module)(Ω)0.350.3450.340.3350.330.3250.320.3150.305弱光损失0.90%1%1.10%1.30%1.40%1.50%1.60%1.70%1.90%2、并联电阻值对弱光性能的影响仍以XXX-240P为例,当Rs(module)固定为0.35Ω不变,Rsh(Gref)分别取为200Ω,400Ω,600Ω和1000Ω,Rsh(0)是Rsh(Gref)的4倍,Rsh(exp)=5.5,使用PVsyst软件可得到不同辐照度下的峰值功率和NOCT条件下功率Pmax,结果参考表3。 表3 XXX240P组件在不同Rsh(Gref)值和不同辐照度下Pmax比较(Rs(module)=0.35Ω)Irrad.(W/m?)Rsh(Gref)=200ΩRsh(Gref)=400Ω Rsh(Gref)=600Ω Rsh(Gref)=1000ΩPm(W)Pm(W)Pm(W)Pm(W)20046.64747.247.340095.696.296.496.6600144.6145.1145.3145.4800192.8193.1193.2193.31000240.1240.1240.1240.1Pmax at NOCT(W)177177.2177.3177.4图4为组件转化效率及其相对STC 时效率,从模拟结果可知提高并联电阻后,弱光性能有一定的改善,但是提升幅度非常小。图4 不同Rsh(Gref)值对应的相对STC弱光效率对比(@Rs(module)=0.35Ω)表4为不同Rsh(Gref)值的组件系统在南京地区的弱光损失对比,当Rsh(Gref)较低时,100Ω-200Ω以下对弱光损失的影响在1%-2%之间,当大于200Ω,Rsh(Gref)值越大,弱光损失的比例越小,综合以上数据不难发现,在PVsyst模型中,我们得到一个重要结论:串联电阻值对弱光的影响程度要大于并联电阻值。表4XXX-240P组件系统取不同Rsh(Gref)值的全年弱光损失比较(Rs(module)=0.35Ω,Pm=96kW)Rsh(Ω)1201501601802003003504005006001000弱光损失2%1.60%1.60%1.40%0.9%0.8%0.6%0.5%0.4%0.3%0.2%除了Rsh(Gref)值外,我们再分析Rsh (0)的影响,假设Rsh(Gref)=250,Rsh(exp)=5.5,Rs(module)=0.35Ω,Rsh (0)是Rsh(Gref)的N倍,当N取不同的值时,得到弱光损失结果如表5所示,当N取值越高,弱光损失越小。表5 不同Rsh (0)下的弱光损失(Pm=96kW)倍数N1234567弱光损失2.700%1.800%1.300%0.900%0.700%0.500%0.300%同样的,保持其他参数不变,也可以得到Rsh(exp)变量对弱光的影响,参考表6。表6 Rsh(exp)对弱光损失的影响(Pm=96kW)Rsh(exp)11.522.533.544.555.5弱光损失2.7%0.0%0.1%0.2%0.4%0.5%0.6%0.7%0.8%0.9%3、PVsyst弱光参数的优化调整方法在光伏系统设计时一般需要通过PVsyst软件进行发电量的模拟,该软件内部集成了大部分厂家的组件数据库,每种功率规格的组件对应一个PAN文件。最新的版本6系列比老版本5有了较大的修正,模拟结果也比老版本更加准确,尤其在弱光性能部分添加了Rsh(Gref)、Rsh(0)、Rsh(exp)和Rs(module)四大参数的自定义调整功能,设计人员可以基于实测数据进行修改。当然软件自身也设置了默认值,对于晶硅组件默认的Rsh(exp)为5.5,Rsh (0)是Rsh(Gref)的4倍,这些数据是PVsyst研究人员基于实测的大量数据分析得到的。据PVsyst官方介绍,按照IEC-61853-1测试方法,基于不同辐照下的大量实测数据显示,晶硅组件的相对转换效率在600W/m2-800 W/m2辐照区间比STC条件下约降低0.5%至1%,在200 W/m2降低1%-3%左右。其实,对于大多数设计人员,若仅仅知道组件的Datasheet上的基本电性能参数很难去评估组件的弱光性能,使用默认参数模拟下来的弱光损失比较高,如果组件供应商能给用户提供比较准确的弱光数据,设计人员可以根据PVsyst的修正功能进行调整,可得到更加准确的组件PAN文件,如果实在没有办法获得这些数据,也可以根据PVsyst研究人员得到的经验值来估算。下文以XXX-240P组件为例并参考PVsyst用户使用手册详细介绍弱光参数的调整方法[2]。3.1 并联电阻值参数的调整方法PVsyst软件是根据单二极管等效电路模型对电池和组件的性能进行模拟,参考图5。图5 Pvsyst软件所使用的单二极管模型其中描述单二极管模型的电流和电压的输出关系表达式如(1)所示。 (1)式中IL为光生电流(A),I0为二极管反向饱和电流(A),n为二极管理想因子。相关研究成果表明(Mermoud 和 Lejeune ,2010;Eikelboom et al., 1997):组件并联电阻值和入射光强有一定的关系,当入射光强降低后,并联电阻随光强成指数变化,公式如(2)所示 [2]。Rsh= Rsh(Gref) + [ Rsh(0) -Rsh(Gref) ] ·exp(-Rsh(exp) · (G / Gref)) (2)其中Rsh(Gref)为STC下测试的并联电阻值。Rsh(0)为辐照为0时的并联电阻值(在曲线上为Y轴的截距)。Rsh (exp):表征并联电阻值随辐照变化的其中一个变量。G为实际的太阳辐照度;Gref为标准测试条件下光强1000W/m2。图6为Rsh(exp)取不同的值时,对公式(2)进行曲线绘制,其中Rsh(Gref)=250Ω,Rsh(0)=1000Ω,当辐照降低时并联电阻值会增加。 图6 不同Rsh(exp)下Rsh随辐照的变化关系(Rsh(Gref)=250Ω,Rsh(0)=1000Ω)在弱光模型中Rsh(Gref)、Rsh(0) 和Rsh (exp)值是可以根据实际情况进行调整,其中Rsh(Gref)为STC下测试的值。目前对于Rsh(Gref)的实际测试有太阳能模拟器的I-V测试法(STC)、DarkReverse I-V测试法、External Parallel Resistance测试法等,从行业相关研究文献[1]可知,一般使用太阳能模拟器测试出来的结果会明显偏低,原因是电流微小变化时,从IV曲线上获取Rsh(Gref),太阳能模拟器缺乏足够的测试和计算精度。图7为对250个XXX240-60P组件样品使用太阳能模拟器(AAA级光谱)测试出来的Rsh(Gref)值分布,平均值约200Ω左右,在软件中Rsh(Gref)值一般设置大于平均测试值,笔者认为默认的250Ω还是比较保守的。图7 250个样品组件Rsh测试值分布(@STC)图8为XXX240-60P组件在PVsyst模型中默认的值以及Rsh和辐照度的变化关系,Rsh(0) 和Rsh (exp)是根据不同辐照下的Rsh值进行拟合得到。图8PVsyst中默认的Rsh(0)和Rsh(exp)值Rsh(0)和Rsh (exp)值的调整如图9所示,比如在不同的弱光下得到了4个Rsh测试值,通过左下方的Fit工具可看到Rsh(0) 和Rsh (exp)值已经变为979Ω和3.9。由于缺乏实际测试数据,对XXX240-60P组件,Rsh仍采用默认值,这里介绍其调整方法,具体操作可参考PVsyst用户手册[2]。
图9 Rsh(0)和Rsh(exp)的调整方法3.2、串联电阻值参数的优化调整方法在PVsyst软件中未提到串联电阻值Rs和辐照度的变化关系,相关文献中[3][4]给出了晶硅电池串联电阻值随着辐照变化的趋势,从图10可知当辐照降低时,电池的串联电阻也有微小的变化,同时和Rsh的对比可知,Rs降低幅度比Rsh要小很多。图10 电池并联电阻值和串联电阻值随辐照变化关系[3] (单位:1 suns代表200mW/m2)Rs(module)的调整参考图11定义窗口,默认提供了两种输入模式,第一种只需要输入组件在不同光强和温度下的相对STC条件转换效率(可选 800, 600, 400 and 200 W/m?和 25°条件),第二种模式是输入具体的光强、温度、Isc、Voc、Impp和Vmpp值,参考图12。图11 Rs(module)弱光参数定义窗口图12 Rs(module)弱光参数定义输入窗口以XXX240-60P多晶组件为例,参考第三方权威测试机构提供的低辐照测试结果(测试条件:200W/m2,25℃,AM1.5),在200W/m2下的电性能参数如表7所示,将Vm、Im、Isc和Voc输入到PVsyst软件,同时软件自动计算在200W/m2时的转换效率和其相对于STC下的转换效率,其衰减比例为2.76%,完成后如图13所示,点击“OPtimizeRs”可获得Rs(module)值,软件自动进行拟合得到Rs值为0.345Ω,同时600-800W/m2辐照区间的弱光损失结果显示0.5%以内。表7第三方测试机构提供的低辐照测试结果Module typeT=25℃,辐照条件200w/m2Pmpp(W)Vmpp(V)Impp(A)Voc(V)Isc(A)XXX240-60p46.929.551.58834.811.684图13 Rs(module)优化结果4、优化后不同辐照下的电性能模拟结果和弱光损失比例上文对XXX240-60P多晶组件的弱光参数优化,Rsh缺少相关数据仍保留为默认值,根据第三方测试数据对Rs(module)进行了优化,表8为优化后该组件在不同辐照度下和25℃条件的模拟结果,200W/m2时的数据基本上和第三方的测试结果较为吻合。表8优化后的结果(Rs(module)=0.345Ω,Rsh(Gref)=250Ω,Rsh(0)=1000Ω,Rsh(exp)=5.5,Tm=25℃)Irrad.(W/m?) Pmpp(W)Vmpp(V)Impp(A)Voc(V)Isc(A)20046.7 29.20 1.60 34.42 1.73 30071.20 29.55 2.41 35.04 2.60 40095.70 29.76 3.22 35.48 3.47 500120.25 29.82 4.03 35.83 4.34 600144.64 29.82 4.85 36.11 5.20 700168.87 29.80 5.67 36.35 6.07 800192.87 29.78 6.48 36.56 6.94 900216.62 29.69 7.30 36.74 7.80 1000240.05 29.57 8.12 36.90 8.67 紧接着基于南京地区的气象数据,使用该组件对优化前后的两种情况进行发电量模拟,如图14和图15所示,优化前弱光损失比例在2.3%,优化后在1.0%,这个值的大小也和当地的全年辐照情况有关,在不同的地区会有差异,参考表9。图14 Rs(module)优化前弱光损失(基于南京地区的气象数据)图15 Rs(module)优化后弱光损失(基于南京地区的气象数据)表9 优化后不同地区的弱光损失比较地区银川北京沈阳哈尔滨南京广州成都重庆弱光损失0.3%0.5%0.7%0.8%1%1.1%1.7%2.1% 5、讨论和问题文中结合PVsyst6软件详细分析了并联电阻值和串联电阻值对弱光性能的影响,模拟结果表明PVsyst6模型中并联电阻较大时(在200Ω以上)对弱光的影响较小,如南京地区约为0.5%左右,而串联电阻的微小变化对弱光性能的影响较大,所以该软件研究弱光性能的重点也放在了串联电阻上面。文中介绍了四个弱光参数Rs(module)、Rsh(Gref)、Rsh(0)和Rsh(exp)的优化方法,并根据现有的样本实测数据对某组件的Rs进行了优化,有助于提高该组件在弱光性能预测时的准确性。优化的前提最好利用来自将用于安装使用的实际组件所获得的弱光测试数据,当然数据要按照规范测试得到并有一定的可信度。PVsyst软件给设计人员带来了很多帮助,但笔者觉的模型还有待完善之处,如串联电阻对弱光是一个关键因素,相关研究文献已提到串联电阻值和辐照的变化关系,但在PVsyst6模型中对两者之间的关系还尚未提及,笔者相信以后随着版本的更新会得到解决。(来源:《光能》杂志,作者:陈建国)
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太阳能光伏发电材料技术新进展
作者:光伏太阳能网 时间: 11:19:00 
随着太阳能尤其是太阳能光伏发电(简称“光伏发电”)的应用越来越广泛,更多新材料和新技术不断涌现。本文将着重介绍近期光伏发电材料技术的进展,并简述规模化应用趋势。
1太阳能光伏效应
光伏材料将光能转换为电能,这个过程叫做光伏效应。光伏效应的过程即半导体材料吸收光子能量,使到半导体中的原子发生原子能级跃迁,然后释放电子并形成电压的过程。入射光子的能量e=hν,(h为普朗克常数,ν为入射光子的频率),只有当入射光子的频率达到一定数值,使到入射光子的能量e大于半导体能级跃迁并释放电子所需要的最小能量――禁带宽度,才能使原子能级跃迁并产生电子。
2太阳能光伏应用常见材料特性
根据NREL的最新光伏转换效率统计发现,近年来,光伏转换效率在全世界的各个实验室不断被刷新,为光伏发电的发展奠定了坚实的技术基础。
2.1多重结和单重结III-V族材料
多重结和单重结太阳能电池的转换效率最高,在多重太阳聚焦下,单重结的效率可达20%~30%,而三重结材料的光伏转换效率,可达到40%。2011年在美国Solar-Junction公司的试验数据显示最高的转换效率为43.5%。在2006年,Emcore公司推出了有效面积为108mm2的三重结太阳能电池,其在200余倍聚焦数下能量转换效率达到37%。多重结材料生长制备一般采用金属有机化学气相沉积,这需要精密的材料配比控制和生长速率控制,成本较高,加上重结III-V族材料如Ga、As和Ge在地壳中的含量还不到10%~5%,综合考虑下更适用于高密度辐照下的光电转换。
2.2单晶硅和多晶硅
在硅系太阳能电池中,单晶硅大阳能电池转换效率最高,技术最成熟。UNSW大学在2000年以前就已经实现25%的单晶硅材料的转换效率。多晶硅太阳电池的出现主要是为了降低成本,其优点是能直接制备出适于规模化生产的大尺寸方型硅锭,制造过程简单、省电、节约硅材料,对材质要求也较低。弗劳恩霍夫研究所的太阳能系统在2005年前发表的最高的多晶硅转换效率为20.4%。在实规模化应用中,多为单晶硅产品,其效率在13%~16%左右。
2.3薄膜技术
薄膜技术可采用的材料包括无定型硅、多晶硅、微晶硅以及碲化镉(CdTe)和铜铟硒(CIS)等,其电池的转换效率从12%~20%不等。薄膜技术电池可通过薄膜制备方法如射频建设、真空蒸发等将这些材料沉积到玻璃基板甚至柔软的基板上制作。其制备简单,转换效率也不低,据报道,CuInGaSe电池的转换效率已经达到19.2%。由于铜、铟和硒材料资源相对丰富,薄膜技术制备简单,其成本低很多,适合大规模应用。
2.4有机聚合物、无机聚合物和燃料敏化物太阳能电池
目前,这几种材料仍然在研究、开发和探索之中。目前实验室数据为有机聚合物的效率为10.6%、无机聚合物的效率为10.1%和染料敏化物的效率为11.4%。这些材料制成的太阳能电池成本远远低于半导体材料,而且可以制备柔软底板的大面积电池。因其制作成本也远远低于半导体材料,而且可以制备柔底板的大面积电池,适合用于建筑物上。
2.5新兴材料
基于薄膜技术的表面等离子材料,一般用玻璃、塑料或者钢材来做衬底,这样可以降低成本。目前的一种方法是通过在薄膜太阳能面板上放置金属纳米粒子,光入射后,金属纳米粒子实现等离子共振然后对光进行散射,这样增加光吸收而无需增加更多的薄膜电池层,从而实现效率的提高,其效率可预计能达到40%~60%。
另外一种新型材料是由碳原子构成的单层片状结构的石墨烯。这是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜。这种材料的太阳能电池,目前最新研究得到的效率为8.6%。
基于纳米科技的量子点、量子阱和超晶格材料也有不少机构在研究。此类型材料的优势一般是可更好地匹配太阳能光谱,但其研究还比较少,目前的效率不高,离稳定性和量产化还有一段距离。研究指出,相对于常规的块状太阳能电池,多量子阱、超晶格以及量子点用于光伏设备可大大提高理论上的最大效率,可实现光伏转换效率达40%甚至更高。
随着光伏发电材料的不断深入研究和试验,可以预测在未来的5~10年,将会有越来越多新型和改进型材料的出现,逐步解决材料的吸收问题,效率问题,稳定性问题,工艺规模化生产的成本问题。从规模化生产和应用的角度看,硅技术、薄膜技术和聚合物电池仍为主导,量子点和纳米技术将给传统技术带来新的生命。
来源:光伏太阳能网
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弱光性能参数优化
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评论: 0|原作者: Jono Pye|来自: 中国光伏测试网
摘要: 未经许可,请勿转载
光伏阵列的“过容设计”(Oversizing array)是指电站太阳能发电板阵列系统的发电容量设计比逆变器具有更高峰值容量。
在标准测试条件的光辐照下给定安装功率的太阳能系统,其实际发电量一般都会 ...
未经许可,请勿转载
&&&&&& 光伏阵列的“过容设计”(Oversizing array)是指电站太阳能发电板阵列系统的发电容量设计比逆变器具有更高峰值容量。
&&&&&& 在标准测试条件的光辐照下给定安装功率的太阳能系统,其实际发电量一般都会比太阳能电池阵列的铭牌额定值低到20%。主要是因为系统与太阳能电池组件存在的功率损失。太阳能电池阵列容量适当过容,有可能在低光照时间(如早、晚、阴天)产生更高的光伏阵列输出功率,有助于增加系统发电量。
&&&&&& 近年来相比逆变器成本,光伏组件由于不断降低的成本趋势,光伏阵列过容设计的概念正逐步被引入,作为一种更经济有效的方法来提高系统输出。衡量过容的方法通常用DC-AC比,即光伏阵列/逆变器功率比,或简单地称作过容比。例如,一个3千瓦逆变器选择过容比" 2"时,逆变器将连接到一个6kWp 光伏阵列。
&&&&&& 为了能将逆变器连到过容阵列上,了解逆变器是如何限制直流电流输入是很重要的。对于适合与过容阵列使用的逆变器,它必须能够限制来自阵列的电流。这意味着逆变器将具有如下功能:
图1:IV曲线显示了阵列不同的工作电压。
&&&&&& 当阵列电流(Imp )增大至大于逆变器的最大电流额定值时,逆变器将增加阵列的工作电压,从而将电流降至Imp以下。实际上该阵列将降低效率在次最佳电压(Vmp)下运行,如图1所示。因此不需要从变频器耗散额外的热量,该阵列在较低的效率下简单运行.但需要确保阵列的开路电压不超过逆变器的输入额定值。如果逆变器承受的电压大于额定电压就会被损坏。有些逆变器设计为可以保护免受过流,但所有的逆变器当开路电压高于其额定电压范围时都会被损坏。如果逆变器适合于过容应用,就能增加该阵列的工作电压,降低电流。而这会带来阵列输出功率的净损失。
&&&&&& 在设计一个过容阵列之前,必须从逆变器制造商获得最好能以书面形式保证,说明他们的设备是适合这种应用,并且逆变器在这种方式使用不会导致保修失效。
&&&&&& 许多逆变器数据表会列出最大直流功率。这种情况下必须让制造商澄清该数据是否为逆变器的安全限额,还是可以被转为交流的最大直流功率。重要的是要确认从逆变器制造商出得到他们产品适用于过容阵列应用的确认及制造商的保修。
&&&&&& 每个逆变器的技术是不同的,当连接到过容阵列时受到的影响也是不同的。此时(假设逆变器能够限制其输入电流)逆变器将有较多的时间在其最大功率运行,也意味着逆变器的部件也将在其最大容量下更长时间运行。如果逆变器的设计和部件选择是基于较小的阵列的,就要引起注意。有一种风险,即单个零部件会由于较高的元件工作温度而比预期的寿命老化更快,导致逆变器比预期提前失效。
&&&&&& 为了尽量减少这种潜在的不利影响,将逆变器安装在阴凉或适宜的凉爽环境就很重要。逆变器可配备有温度传感器,可以在过热的情况下关闭设备或调节温度变化响应的冷却风扇速度。这些都是为过容阵列选择逆变器时需要考虑的重要因素。同样重要的是要注意,目前的清洁能源协会设计指导不许逆变器小于阵列功率容量的75%。或者说,根据这个原则,该阵列的过容设计不能超过逆变器交流能力的133 %。
图2 :一个5千瓦逆变器连接到过容阵列(7.5kW,即150%的过容设计比例)时的裁切效应 。5千瓦线以上的区域表示被浪费的能量。
&&&&&& 通过光伏阵列的过容设计,逆变器有更多的时间在最大功率点运行。光伏组件是在标准测试条件下标定的:工作温度25C,辐照度1000W/m2。而实际上,组件通常在65C和低于1000W/m2的辐照度工作(不管是由于天气不好或一天的不同时间)。这意味着光伏阵列很少在其额定峰值功率(Wp)下运行。
&&&&&& 通过阵列的过容设计,系统将在早、晚及其他低辐照时间发出更多的电力。实际运行中逆变器在额定功率下运行的时间将增加。过容设计的缺点是,当光照条件很好时,光伏阵列的输出会被“裁切掉”,造成系统的潜在发电量损失如图2所示。
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