光伏組件的檢驗(yàn)測(cè)試(終檢)

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一、終檢的內(nèi)容

依照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《地面用晶體硅光伏組件設(shè)計(jì)鑒定與定型》（GB/T9535-1998）、《海上用太陽(yáng)電池組件總規(guī)范》（GB/T14008-1992）的規(guī)定，光伏組件需要檢驗(yàn)測(cè)試的基本項(xiàng)目有：1.電性能測(cè)試；2.電絕緣性能測(cè)試；3.熱循環(huán)試驗(yàn)；4.濕熱-濕冷試驗(yàn)；5.機(jī)械載荷試驗(yàn)；6.冰雹試驗(yàn)；7.老化試驗(yàn)。

二、光伏組件的電性能參數(shù)

1．光伏組件的輸出特性

光伏組件的性能主要是它的“電流-電壓〞特性，即光伏組件的輸出特性。它能夠反應(yīng)出組件的光電轉(zhuǎn)換能力。

反應(yīng)光伏組件（在一定的光照條件下）的輸出電壓、輸出電流和輸出功率的關(guān)系的曲線，稱為輸出特性曲線，也就是“電流-電壓〞特性曲線，也可以表示為I-V特性曲線。

在光伏組件的I-V特性曲線上，有三個(gè)具有重要意義的點(diǎn)：開(kāi)路電壓、開(kāi)路電流和峰值功率。

2.光伏組件的電性能參數(shù)

光伏組件的電性能參數(shù)主要有：短路電流、開(kāi)路電壓、峰值電流、峰值電壓、峰值功率、填充因子和轉(zhuǎn)換效率等。

⑴短路電流(ISC)：當(dāng)將光伏組件的正負(fù)極短路，使U?0時(shí)，此時(shí)的電流就是組件的短路電流，短路電流的單位是A(安培)，短路電流隨著光強(qiáng)的變化而變化。

⑵開(kāi)路電壓(UOC)：當(dāng)光伏組件的正負(fù)極不接負(fù)載時(shí)，組件正負(fù)極間的電壓就是開(kāi)路電壓，開(kāi)路電壓的單位是V(伏特)。光伏組件的開(kāi)路電壓隨電池片串聯(lián)數(shù)量的增減而變化，36片電池片串聯(lián)的組件開(kāi)路電壓為21V左右。

⑶峰值電流(Im)：峰值電流也叫最大工作

電流或最正確工作電流，是指光伏組件輸出最大功率時(shí)的工作電流。

⑷峰值電壓(Um)：峰值電壓也叫最大工作電壓或最正確工作電壓，是指太陽(yáng)能電池片輸出最大功率時(shí)的工作電壓，峰值電壓的單位也是

V(伏特)。組件的峰值電壓隨電池片串聯(lián)數(shù)量的

增減而變化，如36片電池片串聯(lián)的組件峰值電壓為17～17.5V。

⑸峰值功率(Pm)：峰值功率也叫最大輸出功率或最正確輸出功率，是指光伏組件在正常工作或測(cè)試條件下的最大輸出功率，也就是峰值電流與峰值電壓的乘積：Pm=Im?Um。峰值功率的單位是Wp（峰瓦，實(shí)際上，峰瓦和瓦是一致的）。

光伏組件的峰值功率取決于太陽(yáng)輻照度、太陽(yáng)光譜分布和組件的工作溫度，因此光伏組件的測(cè)試要在標(biāo)準(zhǔn)條件下進(jìn)行，測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)是：輻照度

1000W/m2、光譜AM1.5、測(cè)試溫度25℃。

⑹填充因子(FF)：填充因子也叫曲線因子，是指光伏組件的最大功率與開(kāi)路電壓和短路電流乘積的比值：FF=Pm/(Isc?Um)。

填充因子是評(píng)價(jià)電池片輸出特性好壞的一個(gè)重要參數(shù)，它的值越高，說(shuō)明電池片輸出特性越趨于矩形，電池片的光電轉(zhuǎn)換效率越高。光伏組

件的填充因子系數(shù)一般在0.5～0.8之間，也可以用百分?jǐn)?shù)表示。

⑺轉(zhuǎn)換效率(?)：轉(zhuǎn)換效率是指光伏組件受光照時(shí)的最大輸出功率與照射到組件上的太陽(yáng)能量功率的比值。即：

?=Pm/(A?Pin)

式中，Pm——電池組件的峰值功率；A—

—電池組件的有效面積；Pin——單位面積的入射光功率，標(biāo)準(zhǔn)條件下為1000W/m2。

3.光伏組件輸出特性的主要影響因素

影響光伏組件輸出特性的主要因素有:負(fù)載阻抗、日照強(qiáng)度、組件溫度、熱斑效應(yīng)等。

⑴負(fù)載阻抗

當(dāng)負(fù)載阻抗（電阻）與光伏組件的輸出特性匹配得很好時(shí)，光伏組件就可以輸出最高功率，產(chǎn)生最大的效率。負(fù)載阻抗增大，組件輸出電流減小，輸出功率變??；負(fù)載阻抗減小，組件輸出電流增大，輸出功率同樣會(huì)變小。

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⑵日照強(qiáng)度

日照強(qiáng)度與光伏的光電流成正比，日照強(qiáng)度在100?1000W/m2范圍內(nèi)變化時(shí)，光電流始終隨日照強(qiáng)度的增長(zhǎng)而線性增長(zhǎng)；而日照強(qiáng)度對(duì)電壓的影響很小，在溫度固定的條件下，當(dāng)日照強(qiáng)

度在400?1000W/m2范圍內(nèi)變化，光伏組件的

開(kāi)路電壓基本保持不變。所以，光伏電池的輸出功率與日照強(qiáng)度也基本保持成正比。

⑶組件溫度

光伏組件的溫度越高，其工作效率就越低。隨著組件溫度的升高，其輸出電壓將下降：在20-100攝氏度范圍，組件溫度每升高1攝氏度，每個(gè)電池片的輸出電壓大約減小5毫伏；隨溫度的升高，輸出電流略有上升?？偟膩?lái)說(shuō)，組件溫度升高，其輸出功率下降：組件溫度每升高1攝氏度，則功率減少0.35%。

⑷熱斑效應(yīng)

在光伏組件中，如有陰影（樹葉、鳥糞等）遮擋了組件的某一部分，或組件內(nèi)部某一電池片損壞時(shí)，這些被遮擋和損壞的電池片將被當(dāng)作負(fù)載消耗其他有光照的太陽(yáng)電池組件所產(chǎn)生的能量，不僅消耗功率還會(huì)發(fā)熱，這就是熱斑效應(yīng)。這種效應(yīng)能嚴(yán)重的破壞光伏電池，特別是在高電壓大電流的電池方陣中，熱斑效應(yīng)會(huì)造成電池片破碎、焊帶脫落、封裝材料燒毀甚至引起火災(zāi)。

總之，陰影產(chǎn)生的熱斑效應(yīng)會(huì)使組件的輸出功率明顯降低。雖然接線盒安裝了二極管來(lái)減少陰影的影響，但假使低估陰影的影響，光伏系統(tǒng)的性能和投資收效都將大大降低。

三、光伏組件的技術(shù)要求

1.在標(biāo)準(zhǔn)條件下。組件的實(shí)際輸出功率符合標(biāo)稱功率要求；光電轉(zhuǎn)換效率不小于14%。

2.能正常工作20～30年，組件所使用的材料、零部件及結(jié)構(gòu)在使用壽命上相互一致，避免因一處損壞而導(dǎo)致整個(gè)組件失效；

3.組件功率衰減在20年壽命期內(nèi)不得低于原功率的80%。

4.有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，能經(jīng)受在運(yùn)輸、安裝和使用過(guò)程中發(fā)生的沖突、振動(dòng)及其他應(yīng)力。

5.填充因子FF大于0.65；正常條件下絕緣電阻不低于200MΩ。

6.…………

四、光伏組件的檢驗(yàn)測(cè)試

這里，只列出光伏組件的一些基本性能指標(biāo)與檢測(cè)方法。

1.電性能測(cè)試

在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下對(duì)太陽(yáng)能電池組件的開(kāi)路電壓、短路電流、峰值輸出功率、峰值電壓、峰值電流及伏安特性曲線等進(jìn)行測(cè)量。

2.電絕緣性能測(cè)試

以1KV的直流電壓通過(guò)組件邊框與組件引出線，測(cè)量絕緣電阻，絕緣電阻要求大于2000MΩ，以確保在應(yīng)用過(guò)程中組件邊框無(wú)漏電現(xiàn)象發(fā)生。

3.熱循環(huán)試驗(yàn)

將組件放臵于有自動(dòng)溫度控制、內(nèi)部空氣循環(huán)的氣候室內(nèi)，使組件在-40～85℃之間循環(huán)規(guī)定次數(shù)，并在極端溫度下保持規(guī)定時(shí)間，監(jiān)測(cè)試驗(yàn)過(guò)程中可能產(chǎn)生的短路和斷路、外觀缺陷、電性能衰減率、絕緣電阻等，以確定組件由于溫度重復(fù)變化引起的熱應(yīng)變能力。

4.濕熱-濕冷試驗(yàn)

將組件放臵于有自動(dòng)溫度控制、內(nèi)部空氣循環(huán)的氣候室內(nèi)，使組件在一定溫度和濕度條件下往復(fù)循環(huán)，保持一定恢復(fù)時(shí)間，監(jiān)測(cè)試驗(yàn)過(guò)程中可能產(chǎn)生的短路和斷路、外觀缺陷、電性能衰減率、絕緣電阻等，以確定組件承受高溫高濕和低溫低濕的能力。

5.機(jī)械載荷試驗(yàn)

在組件表面逐漸加載，監(jiān)測(cè)試驗(yàn)過(guò)程中可能產(chǎn)生的短路和斷路、外觀缺陷、電性能衰減率、絕緣電阻等，以確定組件承受風(fēng)雪、冰雹等靜態(tài)載荷的能力。

6.冰雹試驗(yàn)

以鋼球代替冰雹從不同角度