[发明专利]光伏组件热斑评估方法

说明书

本发明提供了一种光伏组件热斑评估方法，其主要包括以下步骤：S1、确定光伏组件中的最差太阳电池；S2、对该最差太阳电池进行不同遮挡比例的遮挡，以此确定光伏组件的最坏遮挡比例；S3、模拟最坏遮挡比例下，光伏组件的热斑温度与太阳电池缺陷类型及光伏组件输出功率之间的关系；S4、选取不同缺陷类型的太阳电池及不同输出功率的光伏组件进行热斑实验，将实验值与模拟结果进行对比，以确定光伏组件的热斑温度，并对热斑风险进行评估。相较于现有技术，本发明的光伏组件热斑评估方法可以快速、简便的分析出光伏组件的热斑温度，并对热斑风险进行评估，以提高光伏组件的可靠性。

技术领域

本发明涉及一种光伏组件热斑评估方法，属于光伏发电技术领域。

背景技术

目前，在实际运行的光伏电站中，晶体硅组件占据了主要市场。由于单片电池输出功率较小，不足以满足实际需要，故单晶体硅太阳能电池通常通过串、并联的方式组成光伏组件。

随着这几年国内太阳能光伏工业的迅速发展、光伏组件安装容量的快速增长，光伏组件的运行安全性和可靠性问题逐渐显露。在众多光伏失效模式中，由于太阳能电池电性能不匹配、电池片自身缺陷以及各种静态、动态阴影遮挡、局部积尘等引起的光伏组件表面辐照非均匀分布，进而产生太阳能电池高温热斑的问题，成为光伏组件失效的重要原因。非均匀辐照下，较低辐照下的单片太阳电池输出电流变小，使得其两端处于反向偏置，从而产生局部过热现象，这就是热斑现象，这种现象会消耗光伏组件的功率，严重的话甚至可能造成光伏组件的永久失效。

根据对美国地区已运行1-3年的约200MWp的光伏组件的调研，通过对异常组件的性能进行测试和分析，总结了这些光伏组件衰减与失效的构成因素，各种短期失效光伏组件共115块，其中，由于电池热斑导致的失效组件约占22％。由此可见，热斑现象对光伏组件的性能影响巨大。

有鉴于此，确有必要提供一种光伏组件热斑评估方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光伏组件热斑评估方法，该方法可以快速、简便的模拟分析出光伏组件的热斑温度，从而评估光伏组件发生热斑的风险。

为实现上述目的，本发明提供了一种光伏组件热斑评估方法，其主要包括以下步骤：

S1、确定光伏组件中的最差太阳电池；

S2、对该最差太阳电池进行不同遮挡比例的遮挡，以此确定光伏组件的最坏遮挡比例；

S3、模拟最坏遮挡比例下，光伏组件的热斑温度与太阳电池缺陷类型及光伏组件输出功率之间的关系；

S4、选取不同缺陷类型的太阳电池及不同输出功率的光伏组件进行热斑实验，将实验值与模拟结果进行对比，以确定光伏组件的热斑温度，并对热斑风险进行评估。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S1具体为：依次遮挡光伏组件内的每一太阳电池，并以被遮挡后温度最高的太阳电池作为最差太阳电池。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S2具体为：

S20、基于太阳电池单二极管模型，建立适合于分析阴影条件下光伏组件失配特性的失配模型，并根据太阳电池的输出特性方程，绘制出电池片的I-V曲线和P-V曲线；

S21、根据国际标准IEC61215热斑耐久试验，得出光伏组件短接时，遮挡电池片的发热功率；

S22、模拟单片太阳电池在不同遮挡比例5％、10％、15％、20％……100％下，遮挡电池片的发热功率，确定最坏遮挡比例。