CN108574456A - 一种快速和准确确定光伏组件热斑最严苛遮挡面积的方法 - Google Patents

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朱琛
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    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Abstract

本发明公开一种快速和准确确定光伏组件热斑最严苛遮挡面积的方法，其过程为：获取光伏组件的短路电流Isc和最大工作点电流的差值ΔI；调整光伏组件的遮挡面积，并检测光伏组件上光伏二极管的电流I二极管，当I二极管＝ΔI时，此时的遮挡面积为热斑最严苛的遮挡面积。本发明能够快速，准确，低成本的选择光伏组件的热斑遮挡面积。

Description

一种快速和准确确定光伏组件热斑最严苛遮挡面积的方法
技术领域
本发明属于光伏组件测试技术领域，具体涉及一种快速和准确确定光伏组件热斑最严苛遮挡面积的方法。
背景技术
当光伏组件电池电流失配时，会形成热斑，如遮挡，阴影等。热斑时，电池温度高，甚至可烧损组件，造成很大的安全隐患。
IEC61215标准规定热斑的测试方法，其中热斑最严苛的情形是：遮挡物使电池处于最大功率点位置。因此，遮挡面积的选择关系到是否能够充分评估出组件热斑的风险。
目前最严苛热斑遮挡面积的选择方法为，通过瞬态功率测试仪在STC条件下，不断减小遮挡比例，使得被遮挡电池的电流为最大工作点电流，参见图1。
现有的技术方案：
利用瞬态模拟器，在STC条件下，选择热斑遮挡面积。
现有技术的缺点：
缺点1：需要瞬态模拟器，成本高；
缺点2：每改变一次遮挡面积，需要重新测试，效率低；
缺点3：在25℃选择遮挡面积，未考虑到温度系数对遮挡面积的影响，造成遮挡面积不准确，因为热斑时电池温度可达到100℃以上。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种快速和准确确定光伏组件热斑最严苛遮挡面积的方法，本发明能够快速，准确，低成本的选择光伏组件的热斑遮挡面积。
本发明采用的技术方案如下：
一种快速和准确确定光伏组件热斑最严苛遮挡面积的方法，其过程如下：
获取光伏组件短路电流Isc和最大工作点电流的差值ΔI；
调整光伏组件的遮挡面积，并检测光伏组件上光伏二极管的电流I二极管，当I二极管＝ΔI时，此时的遮挡面积为光伏组件热斑最严苛的遮挡面积。
调整光伏组件遮挡面积的方式如下：
先将光伏组件的电池片全部遮挡，再逐渐减小遮挡面积；
或者，先使光伏组件的电池片全部受光，再逐渐遮挡电池片；
或者，先遮挡光伏组件电池片一定的面积，再对所测得的光伏二极管的电流I二极管与ΔI进行比较；
当I二极管＜ΔI时，增大遮挡面积，直至I二极管＝ΔI；
当I二极管＞ΔI时，减小遮挡面积，直至I二极管＝ΔI。
光伏二极管与太阳能电池并联。
光伏组件的短路电流Isc通过直流电流钳检测。
光伏二极管的电流I二极管通过直流电流钳检测。
Impax为IEC61215标准中规定的热斑最严苛的遮挡面积下太阳能电池的电流。
调整光伏组件的遮挡面积时，持续对光伏二极管的电流I二极管进行检测。
光伏组件短路电流Isc和最大工作点电流通过光伏组件的IV曲线获取，通过光伏组件短路电流Isc和最大工作点电流求得光伏组件短路电流Isc和最大工作点电流的差值ΔI。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明利用了光伏二极管与太阳能电池为并联结构的特点，利用并联电路中电流分流特点，太阳能电池的电流I电池满足I电池+I二极管＝Isc，因此通过获取太阳能电池短路电流Isc和最大工作点电流的差值ΔI，就能够得到太阳能电池在最大工作点电流时光伏二极管的电流，因此通过调整光伏组件的遮挡面积，并通过监控光伏二极管的电流I二极管，就能够确定当太阳能电池的电流为最大工作点电流时，光伏组件的遮挡面积，此时光伏组件的遮挡面积即为光伏组件热斑最严苛的遮挡面积；本发明的方法在知道光伏组件的短路电流Isc和最大工作点电流的差值ΔI情况下，只需要在对光伏组件进行遮挡时，时时监测光伏二极管的电流I二极管，当I二极管＝ΔI时，此时遮挡面积为热斑最严苛的遮挡面积，本发明的方法不需要特殊的检测设备(如瞬态模拟器)，检测过程可以连续进行，中途不必暂停，因此速度快，效率比现有技术要高很多；并且本发明能够在任意温度下时时进行，因此所得到的热斑最严苛的遮挡面积更加准确，准确度高于IEC61215标准。
附图说明
图1为IEC61215标准规定的热斑遮挡面积测试方法；
图2为本发明测试方法的原理图；
图3为按照IEC61215标准测试热斑遮挡面积时电流在Impax下的光伏组件热斑图；
图4为本发明测试方法测试热斑遮挡面积时电流在Impax下的光伏组件热斑图。
图中，1-光伏二极管，2-太阳能电池。
具体实施方式
下面结合附图和实施例来对本发明作进一步的说明。
参照图2，本发明的快速和准确确定光伏组件热斑最严苛遮挡面积的方法，其过程如下：
获取光伏组件的短路电流Isc和最大工作点电流的差值ΔI；
调整光伏组件的遮挡面积，并检测光伏组件上光伏二极管的电流I二极管，当I二极管＝ΔI时，此时的遮挡面积为光伏组件热斑最严苛的遮挡面积。
其中，本发明中通过遮挡光伏组件来使其达到最大工作点电流，因此，本发明中的最大工作点电流为光伏组件热斑最严苛的遮挡面积下太阳能电池的电流，所以ΔI＝Isc－Impax，式中，Impax为光伏组件热斑最严苛的遮挡面积下太阳能电池的电流，Impax采用IEC61215标准中规定的热斑最严苛的遮挡面积下太阳能电池的电流。
本发明中，光伏组件短路电流Isc和最大工作点电流可通过光伏组件的IV曲线获取，得到光伏组件短路电流Isc和最大工作点电流后可进一步得到光伏组件的短路电流Isc和最大工作点电流的差值ΔI。
本发明所测量的光伏组件中，光伏二极管与太阳能电池并联。
本发明中，调整光伏组件遮挡面积的方式如下三种方式：
第一种方式为：先将光伏组件的电池片全部遮挡，再逐渐减小遮挡面积；
第二种方式为：先使光伏组件的电池片全部受光，再逐渐遮挡电池片；
第三种方式为：假如测量的是同一批次的光伏组件，那么光伏组件的热斑最严苛的遮挡面积的范围可以确定，在测量每个光伏组件的热斑最严苛的遮挡面积时，直接将遮挡面积调整至该范围内或范围附近，然后再逐渐减小遮挡面积或逐渐增大遮挡面积，对所测得的光伏二极管的电流I二极管与ΔI进行比较；当I二极管＜ΔI时，增大遮挡面积，直至I二极管＝ΔI；当I二极管＞ΔI时，减小遮挡面积，直至I二极管＝ΔI；这种方式有助于更快速的确定该光伏组件的热斑最严苛的遮挡面积，提高工作效率。
参照图3，图3显示IEC61215标准选片遮挡面积为8％，热斑最高温度为125.1℃，最低温度为57.1℃，温度平均值为109.8℃。参见图4，可以看出，本发明方法选片遮挡面积为15％，热斑最高温度147.4℃，最低温度为60.1℃，温度平均值为123.1℃。由此看出本发明的选片方法最能够得出组件最严苛的热斑温度，这是因为本申请选片是在光伏组件高温条件下，而IEC61215标准是在25℃下。
综上，本发明给出了快速，准确，低成本的热斑遮挡面积选择方法，能够带来如下有益效果：
1.本发明成本低，效率高，测试准确，并且准确度高于IEC61215标准；
2.本发明能快速确认光伏组件热斑最严苛的遮挡面积。

Claims (7)

1.一种快速和准确确定光伏组件热斑最严苛遮挡面积的方法，其特征在于：
获取光伏组件短路电流Isc和最大工作点电流的差值ΔI；
调整光伏组件的遮挡面积，并检测光伏组件上光伏二极管的电流I二极管，当I二极管＝ΔI时，此时的遮挡面积为光伏组件热斑最严苛的遮挡面积。
2.根据权利要求1所述的一种快速和准确确定光伏组件热斑最严苛遮挡面积的方法，其特征在于，调整光伏组件遮挡面积的方式如下：
先将光伏组件的电池片全部遮挡，再逐渐减小遮挡面积。
3.根据权利要求1所述的一种快速和准确确定光伏组件热斑最严苛遮挡面积的方法，其特征在于，调整光伏组件遮挡面积的方式如下：
先使光伏组件的电池片全部受光，再逐渐遮挡电池片。
4.根据权利要求1所述的一种快速和准确确定光伏组件热斑最严苛遮挡面积的方法，其特征在于，调整光伏组件遮挡面积的方式如下：
先遮挡光伏组件电池片一定的面积，再对所测得的光伏二极管的电流I二极管与ΔI进行比较；
当I二极管＜ΔI时，增大遮挡面积，直至I二极管＝ΔI；
当I二极管＞ΔI时，减小遮挡面积，直至I二极管＝ΔI。
5.根据权利要求1所述的一种快速和准确确定光伏组件热斑最严苛遮挡面积的方法，其特征在于，光伏二极管的电流I二极管通过直流电流钳检测。
6.根据权利要求1所述的一种快速和准确确定光伏组件热斑最严苛遮挡面积的方法，其特征在于，调整光伏组件的遮挡面积时，持续对光伏二极管的电流I二极管进行检测。
7.根据权利要求1所述的一种快速和准确确定光伏组件热斑最严苛遮挡面积的方法，其特征在于，光伏组件短路电流Isc和最大工作点电流通过光伏组件的IV曲线获取，通过光伏组件短路电流Isc和最大工作点电流求得光伏组件短路电流Isc和最大工作点电流的差值ΔI。
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