弱光性能參數(shù)優(yōu)化

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1、..PVsyst軟件組件弱光性能參數(shù)的優(yōu)化探討2015-03-25天合光能光伏能源摘要：組件弱光損失是組件在弱光條件下轉(zhuǎn)換效率的降低帶來發(fā)電量的損失，不同類型的組件產(chǎn)品由于電池片制造技術(shù)的不同其弱光性能的表現(xiàn)會(huì)有一定的差異，對(duì)弱光性能有重要影響的兩個(gè)參數(shù)為組件串聯(lián)電阻值Rs和并聯(lián)電阻值Rsh。由于光伏組件的理論模型較為復(fù)雜，對(duì)其輸出特性的研究一般采用仿真實(shí)驗(yàn)的模式，目前PVsyst仿真建模在弱光參數(shù)的設(shè)置上默認(rèn)以該軟件自身提供的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和美國Sandia數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，但在實(shí)際建模過程中發(fā)現(xiàn)，使用默

2、認(rèn)的數(shù)據(jù)和預(yù)期的結(jié)果存在一定的差異，因此不能很準(zhǔn)確地反映真實(shí)的弱光性能。在此前提下本文基于多晶組件弱光200W/m2條件下的第三方測試數(shù)據(jù)，嘗試對(duì)組件PAN文件中的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，使得在弱光下的發(fā)電量預(yù)測更加準(zhǔn)確，除此，文中參考PVsyst用戶手冊展示了Rs和Rsh優(yōu)化調(diào)整的方法。在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下（STC）太陽能模擬器的光強(qiáng)為1000W/m2，而大部分地區(qū)戶外的實(shí)際輻照度都要小于這個(gè)值，一般將輻照度低于1000W/m2的光照定義為弱光。比如圖1為南京地區(qū)年水平輻照強(qiáng)度的分布，可以看出輻照度低于2

3、00W/m2約占38.18%，在400-600W/m2之間約占20%，600-800W/m2約占11%，所以光伏系統(tǒng)全年發(fā)電量的大小就取決于組件在弱光下的發(fā)電能力，尤其對(duì)于輻照度水平較低的國家和地區(qū)。晶硅組件在弱光下主要體現(xiàn)在電池片的開路電壓Voc的降低，進(jìn)而導(dǎo)致電池片的效率降低，如圖2為不同并聯(lián)電阻值的多晶組件在戶外測試條件下Voc隨輻照的變化趨勢，組件并聯(lián)電阻越低，Voc下降幅度越大，當(dāng)并聯(lián)電阻值在141Ω或220Ω左右時(shí)Voc降低不明顯，即使降到50W/m2-100W/m2一般只減少2V左右

4、。從圖2的結(jié)果也從側(cè)面說明了相同功率的不同組件在STC條件下的轉(zhuǎn)換效率可能有很小的差異，但是由于并聯(lián)電阻不同，在200W/m2word版本..下可能就有很大差別。其中Rsh是影響組件弱光性能的一個(gè)重要參數(shù)，另外還包括串聯(lián)電阻值Rs和二極管理想因子，因?yàn)槎O管理想因子和Rs相互關(guān)聯(lián)，Rs值改變后，二極管理想因子也會(huì)隨著改變，所以本文主要探討Rsh和Rs這兩個(gè)參數(shù)對(duì)組件弱光性能的影響以及優(yōu)化調(diào)整的方法。圖1南京地區(qū)年水平輻照度分布（%）（數(shù)據(jù)來源：Meteonorm6.1氣象軟件）圖2弱光下多晶組件的

5、Voc隨太陽輻照的變化趨勢（南京地區(qū)）1、串聯(lián)電阻值對(duì)弱光性能的影響word版本..在PVsyst模型中，組件實(shí)際測試的串聯(lián)電阻值被定義為SeriesResistance（apparent），簡寫為Rs（apparent），而SeriesResistance（module）為單二極管模型有關(guān)的電阻值，簡寫為Rs（module），這個(gè)值無法從組件的Datasheet得到，一般需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。以XXX-240P多晶組件為例，在PVsyst默認(rèn)的組件PAN文件參數(shù)里面，該組件標(biāo)準(zhǔn)測試條件下的R

6、s（apparent）值為0.48Ω，Rs（module）為0.281Ω，標(biāo)準(zhǔn)測試條件下并聯(lián)電阻值Rsh（Gref）為250Ω?，F(xiàn)將Rsh（Gref）固定為250Ω，Rsh（0）默認(rèn)為Rsh(Gref)的4倍，Rsh（exp）=5.5，這里的Rsh（0）和Rsh（exp）會(huì)在第三部分詳細(xì)說明，假設(shè)Rs（module）值分別取為0.35Ω和0.413Ω，和默認(rèn)的0.281Ω進(jìn)行比較，使用PVsyst軟件可得到不同輻照度下組件的峰值功率和NOCT條件下組件的峰值功率Pmax，結(jié)果參考表1。表1XXX-

7、240P組件在不同Rs（module）值和不同輻照度下的Pmax比較（Rsh（Gref）=250Ω）Irrad.（W/m2）Rs（module）=0.35ΩRs（module）=0.413ΩRs（module）=0.281ΩPm（W）Pm（W）Pm（W）20046.847.945.640095.997.494.3600144.8146.2143.2800193193.91921000240240.1240.1PmaxatNOCT(W)177.1178176.1word版本..圖3為不同Rs（mod

8、ule）值在不同輻照下的相對(duì)STC時(shí)轉(zhuǎn)換效率，從表1和圖3模擬結(jié)果可知，和默認(rèn)值0.281Ω相比，適當(dāng)提高組件的Rs（module）值，可以提升弱光下的輸出性能。圖3不同Rs（module）值在不同輻照下的相對(duì)STC轉(zhuǎn)換效率比較（@Rsh（Gref）=250Ω）表2為基于南京地區(qū)不同Rs（module）的組件系統(tǒng)弱光損失對(duì)比，當(dāng)Rs（module）以0.005Ω微小變化時(shí)，弱光損失的變化幅度約在0.1%左右，即說明了Rs（module）的微小變化對(duì)弱光損失的影響很大。表2XXX-2