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干货 | 太阳能电池方阵选型要点及安装维护(二)

发布时间:  2018-02-02    点击量:  14  次    作者:  周志敏    来源:  北极星太阳能光伏网(独家)

关键词:  太阳能电池,太阳能电池选址,光伏电站运维

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光伏摘要:本文简介了并网光伏发电系统的太阳能电池方阵(并网)选型要点,论述了太阳能电池方阵与光伏逆变器的优化匹配及太阳能电池组件安装前检查项目。


摘要:本文简介了并网光伏发电系统的太阳能电池方阵(并网)选型要点,论述了太阳能电池方阵与光伏逆变器的优化匹配及太阳能电池组件安装前检查项目。

1.并网太阳能电池方阵选型要点

并网太阳能光伏发电系统有着与离网太阳能光伏发电系统不同的特点,在有太阳光照射时,太阳能光伏发电系统向电网馈电,而在阴雨天或夜晚太阳能光伏发电系统不能满足负载用电需要时,负载转为由电网供电。这样就不存在因倾角的选择不当而造成夏季发电量浪费、冬季对负载供电不足的问题。在并网太阳能光伏发电系统中唯一需要关心的问题就是如何选择最佳的倾角使太阳能电池方阵全年的发电量最大。

对于并网太阳能光伏发电系统中太阳能电池方阵最佳倾角的选择,应根据实际情况综合考虑,需要考虑太阳能电池方阵安装地点的限制,尤其对于光伏建筑一体化(BIPV)工程,太阳能电池方阵倾角的选择还要考虑建筑的美观度,需要根据实际需要对倾角进行小范围的调整,而且这种调整不应导致太阳辐射吸收的大幅降低。

并网太阳能光伏发电系统在并网发电时,太阳能电池方阵必须实现最大功率点跟踪控制,以便太阳能电池方阵在任何当前日照下不断获得最大功率输出。在设计太阳能电池方阵串联数量时,应注意以下几点:

1)接至同一台光伏逆变器的太阳能电池组件的规格类型、串联数量及安装角度应保持一致。

2)需考虑太阳能电池组件的最佳工作电压(Vmp)和开路电压(Voc)的温度系数,串联后的太阳能电池方阵的Vmp应在光伏逆变器MPPT范围内,Voc应低于光伏逆变器输入电压的最大值。


太阳能电池温度和日照强度对太阳能电池输出特性的影响如图1所示,由图1可知,温度上升将使太阳能电池开路电压Voc下降,短路电流Isc则轻微增大,总体效果会造成太阳能电池的输出功率下降。太阳能电池在不同日照量下的I-V和P-V特性曲线如图2所示。从图2可知,日照强度直接影响太阳能电池的输出电流,导致太阳能电池输出功率的变化。

对于单晶硅和多晶硅太阳能电池,工作电压(Vmp)的温度系数约为-0.0045/℃(折合70℃时的系数为0.8);开路电压(Voc)的温度系数约为-0.0034/℃(折合-10℃时的系数为1.12)。

对于非晶硅薄膜电池,工作电压(Vmp)的温度系数约为-0.0028/℃(折合70℃时的系数为0.874);开路电压(Voc)的温度系数约为-0.0028/℃(折合-10℃时的系数为1.1)。

2.太阳能电池方阵与光伏逆变器匹配

针对目前常见的晶体硅太阳能电池组件,结合光伏逆变器产品的技术参数及光伏逆变器推荐的Voc和Vmp配置,设计中可根据实际太阳能电池方阵的参数进行计算和匹配。

以某公司的170W多晶硅太阳能电池组件为例(STC条件下,25℃,Vmp=35V,Voc=44.5V,Pm=270W),各款光伏逆变器推荐Voc和Vmp的配置值及太阳能电池组件的串联推荐数量见表1。

表1 光伏逆变器型号的推荐Voc和Vmp配置及太阳能电池组件的串联推荐数量


在设计中实际计算方法如下:

串联数最小值n1=V1/Vmp,使用进一法进行取整,V1为推荐MPPT范围的下限值。

串联数最大值n2=V2/Voc,使用舍去法进行取整,V2为推荐Voc范围的上限值。

式中:Vmp和Voc为厂家提供的在STC条件下(STC:lrradiance1000W/m2,Moduletemperature25℃,AM=1.5)的数据。

对于非晶硅薄膜太阳能电池组件,以某公司的40W非晶硅太阳能电池组件为例(STC条件下,Vmp=46V,Voc=61V,Pm=40W),各款光伏逆变器型号的推荐Voc和Vmp配置值及太阳能电池组件的串联推荐数量见表2。

表2 光伏逆变器型号的推荐Voc和Vmp配置及太阳能电池组件的串联推荐数量


在设计中实际计算方法如下:

串联数最小值n1=V1/Vmp,使用进一法进行取整,V1为推荐MPPT范围的下限值。

串联数最大值n2=V2/Voc,使用舍去法进行取整,V2为推荐Voc范围的上限值。

式中:Vmp和Voc为厂家提供的在STC条件下(STC:lrradiance1000W/m2,Moduletemperature25℃,AM=1.5)的数据。

3.太阳能电池组件安装前检查目

在太阳能电池安装组件前,为了判断太阳能电池组件是否能正常工作,应对太阳能电池进行检查及检测。打开太阳能电池组件包装后,应对太阳能电池组件进行以下项目检查:

1)检查太阳能电池组件背后铭牌,核对规格、型号、数量是否符合设计要求,如不符合应立即更换,不能勉强施工。

2)对太阳能电池专家外观进行检查,太阳能电池组件应无变形,正面玻璃无损坏、划伤及裂纹,背面无划伤毛刺等。

3)检查太阳能电池组件正负极标识,确保正负极连接正确,应用万用表验证一下,以防标识错误等现象。验证方法是:用数字万用表的红黑表笔,分别接触太阳能电池组件两个电极,显示为正值则红表笔对应电极为正,显示为负值则红表笔对应电极为负,其它正负极检验方法同此。

在对太阳能电池组件检查正常的情况下,对太阳能电池组件进行检测,一般测试项目有开路电压、短路电流。测量时安装人员必须比对太阳能电池厂家的技术手册,根据组件参数对每个太阳电池组件进行检测,检测太阳能电池专家的参数值应符合产品出厂指标。

开路电压的测量必须在太阳能电池组件被日光照热前进行,因为太阳能电池组件的输出电压会随着温度的上升而下降。短路电流的测量直接受日照强度的影响,除非能够准确的测量日照强度,否则只能对太阳能电池组件的输出电流特性做一个大约估计。测量时使太阳能电池组件平面垂直正对阳光,大部分太阳能电池组件的现场测量结果,与产品说明书给出的数据差别在5~10%以内,最好在正午日照最强的条件下测量电池组件。

在对开路电压进行检测时,必须在太阳能电池组件被日光照热前进行,因为太阳能电池组件的输出电压会随着温度的上升而下降。短路电流的测量直接受日照强度的影响,除非能够准确的测量日照强度,否则只能对太阳能电池组件的输出电流特性做一个大约估计。检测时使太阳能电池组件平面垂直正对阳光,大部分太阳能电池组件的现场测量结果,与产品说明书给出的数据差别在5~10%以内,最好在正午日照最强的条件下测量电池组件。

应挑选工作参数接近的太阳能电池组件安装在同一子方阵内,挑选额定工作电流相等或相接近的太阳能电池组件进行串联。在安装太阳能电池组件前,太阳能电池组件接线盒上穿线孔应加工完毕。


关键词:  太阳能电池,太阳能电池选址,光伏电站运维