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解疑 | 光伏组件的最大输出功率都受哪些因素的影响?

光伏组件光伏发电系统中的核心部分,其作用是将太阳能转化为电能,并送往蓄电池中存储起来,或推动负载工作。对光伏组件来说,输出功率十分重要,那么,光伏电池组件最大输出功率受哪些因素影响?

解疑 | 光伏组件的最大输出功率都受哪些因素的影响?

01 光伏组件的温度特性

光伏组件一般有3个温度系数:开路电压、短路电流、峰值功率。当温度升高时,光伏组件的输出功率会下降。市场主流晶硅光伏组件的峰值温度系数大概在-0.38~0.44%/℃之间,即温度每升高一度,光伏组件的发电量降低0.38%左右。而薄膜太阳能电池温度系数会好很多,如铜铟镓硒(CIGS)的温度系数仅为-0.1~0.3%,碲化镉(CdTe)温度系数约为-0.25%,均优于晶硅电池。

02 老化衰减

在光伏组件长期应用中,会出现缓慢的功率衰减。第一年的衰减最大值约3%,后面24年每年衰减率约0.7%。由此计算,25年后的光伏组件实际功率仍可达到初始功率的80%左右。

老化衰减主要原因有两类:

1)电池本身老化造成的衰减,主要受电池类型和电池生产工艺影响。

2)封装材料老化造成的衰减,主要受组件生产工艺、封装材料以及使用地的环境影响。紫外线照射是导致主材性能退化的重要原因。紫外线的长期照射,使得EVA及背板(TPE结构)发生老化变黄现象,导致组件透过率下降,从而引起功率下降。除此之外,开裂、热斑、风沙磨损等都是加速组件功率衰减的常见因素。

这就要求组件厂商在选择EVA及背板时,必须严格把关,以减小因辅材老化引起的组件功率衰减。

03 组件初始光致衰减

光伏组件初始的光致衰减,即光伏组件输出功率在刚开始使用的最初几天内发生较大幅度的下降,但随后趋于稳定。不同种类电池的光致衰减程度不同:

P型(硼掺杂)晶硅(单晶/多晶)硅片中,光照或电流注入导致硅片中形成硼氧复合体,降低了少子寿命,从而使得部分光生载流子复合,降低了电池效率,造成光致衰减。

解疑 | 光伏组件的最大输出功率都受哪些因素的影响?

而非晶硅太阳能电池在最初使用的半年时间内,光电转换效率会大幅下降,最终稳定在初始转换效率的70%~85%左右。

对于HIT及CIGS太阳能电池,则几乎没有光致衰减。

04 灰尘、雨水遮挡

大型光伏电站一般建设在戈壁地区,风沙较大,降水很少,同时清理的频率不会太高,长久使用后,可造成效率损失约8%。

05 组件串联不匹配

光伏组件串联不匹配,可以用木桶效应来形象的解释。木桶的盛水量,被最短的木板限制;而光伏组件输出电流,被串联组件中最低的电流限制。而实际上组件之间多少都会存在一定的功率偏差,因此组件失配多少都会造成一定的功率损失。

以上五点是影响光伏电池组件最大输出功率的主要因素,且会造成长期的功率损失,所以,光伏电站后期运维十分重要,可有效降低故障所带来的效益损失。

光伏组件的玻璃面板你知道吗?

光伏电池组件采用的面板玻璃一般是钢化玻璃,其铁含量低、光面或绒面超白。我们也常把光面玻璃称作浮法玻璃,绒面玻璃或压延玻璃。我们用的最多的面板玻璃的厚度一般为3.2mm和4mm,建材型太阳能光伏组件的厚度为5~10mm。但是不管什么厚薄的面板玻璃,其透光率都要求要达到在90%以上,光谱响应的波长范围为320~1100nm,且对大于1200nm的红外光有较高的反射率。

由于其铁的含量比普通玻璃要低,从而增加了玻璃的透光率。一般普通玻璃从边缘看是偏绿色的,由于这种玻璃比普通玻璃含铁量低,从玻璃边缘看,这种玻璃要比普通玻璃更白一些,所以说这个玻璃超白。

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绒面指的是,为了减少阳光的反射,在其表面通过物理和化学方法使玻璃表面成了绒毛状,增加了光线的入射量。当然利用溶胶凝胶纳米材料和精密涂布技术(如磁控喷溅法、双面浸泡法等技术),在玻璃表面涂布一层含纳米材料的薄膜,这种镀膜玻璃不仅可以显著增加面板玻璃的透光率2%以上,还可以显著减少光线反射,而且还有自洁功能,可以减少雨水、灰尘等对电池板表面的污染,使其保持清洁,减少光衰,并提高发电率1.5%~3%。

为了增加玻璃的强度,抵御风沙冰雹的冲击,起到长期保护太阳能电池的作用,我们对面板玻璃进行了钢化处理。首先将水平钢化炉将玻璃加热到700℃左右,然后利用冷风将其快速均匀冷却,使其表面形成均匀的压应力,而内部则形成张应力,有效提高了玻璃的抗弯和抗冲击性能。对面板玻璃进行钢化处理后,玻璃的强度比普通玻璃可提高4~5倍。

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如何辨别光伏电池组件质量,需要必备“五看”技能。

一看商家。看组件的供应商。看是不是行业主流品牌,是不是国家工信部公示的准入企业(工信部全部名单)。有句俗话“大树底下好乘凉”,大品牌组件的质保和售后服务有保证。

二看焊接工艺。看电池片串焊的时候有没有漏焊,这个可以直接通过外观看出。

三看背面承压的质量。承压有没有不平整的情况,或是气泡,褶皱等。要发现气泡和褶皱其实不难,在阳光下就可以看出。

四看边框质量。是不是严格成矩形,误差是不是太大。

五看转化率。高的转化率才是稳定收益的保证!这个转化效率表面是看不出来的,需要对比组件参数。

总结:组件是光伏电站重要组成部分,一旦出现问题,老百姓花血汗钱建的光伏电站发电就得不到保障,更谈不上收益了。所以不管在城市还是农村,用户都要学会自我鉴别组件的好坏,把好电站的第一道关。

来源:光伏领跑者创新论坛

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