太阳能光伏组件户外计量方法研究

【摘要】：光伏产业的迅猛发展使得对太阳能电池组件性能的评估和测试也逐渐被关注,而这些评价主要依据组件的电性能参数,即电压-电流曲线。一般对于组件电性能参数的测试都会在标准测试条件(STC)下进行,但是考虑到STC条件只能在实验室条件下人工模拟而太阳能电池组件的实际工作环境是户外,所以需要对组件进行户外测试,并对其特性进行进一步分析。 主要提出关于太阳能电池组件的户外电性能参数及标称工作温度的测试方法。通过论文中的实验方法获取了太阳能电池组件在各种不同的环境条件下的电性能参数,并根据实验结果分析各种环境因素包括太阳辐照度、太阳光谱、温度、风速风向等对组件性能的影响。通过户外与室内的测试结果的对比来分析标准测试条件和户外现场环境中组件特性的差异及其主要来源,另外通过实验分析了光伏组件在应用于电站现场时可能出现的各种类型的故障,并将其归结为串联电阻过大、并联电阻过小、组件失配、输出电流减小和输出电压减小五种状况。通过总结各种不同的故障类型在电压-电流曲线上所体现的对应现象,使得在实际应用中对光伏系统性能评价和故障分析的效率和准确性都大大提高。 最后介绍了在某光伏电站的验收中所做的工作,对测试所得到的数据和现象产生原因都进行了分析,并对测试结果进行了不确定度评定。 【关键词】：光伏组件 户外测试 电流-电压曲线 环境参数 故障特性
【学位授予单位】：中国计量科学研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 综述10-25
• 1.1 研究背景10-13
• 1.2 研究现状及文献综述13-16
• 1.2.1 国外实验室的研究进展13-15
• 1.2.2 国内相关研究概况15-16
• 1.3 光伏组件测试中使用到的主要设备16-19
• 1.3.1 太阳模拟器16
• 1.3.2 标准太阳电池16-17
• 1.3.3 太阳总辐射表17
• 1.3.4 光纤光谱仪17
• 1.3.5 Ⅰ-Ⅴ曲线测试仪17-18
• 1.3.6 太阳追踪器系统18-19
• 1.4 通过Ⅰ-Ⅴ特性测试进行光伏系统故障排查的方法19-25
• 1.4.1 串联电阻引起损耗19-20
• 1.4.2 并联电阻分流损耗20-21
• 1.4.3 失配损耗21-22
• 1.4.4 电流损耗22
• 1.4.5 电压损耗22
• 1.4.6 对光伏阵列的故障核查22-25
• 第2章 光伏组件电性能的户外计量25-45
• 2.1 本章引论25-28
• 2.2 光伏组件Ⅰ-Ⅴ曲线测量系统28-30
• 2.2.1 光伏组件Ⅰ-Ⅴ曲线的室内测量系统28-29
• 2.2.2 光伏组件Ⅰ-Ⅴ曲线的户外测量系统29-30
• 2.3 光伏组件Ⅰ-Ⅴ曲线户外测试的影响因素30-42
• 2.3.1 太阳辐照度对测试结果的影响31-32
• 2.3.2 太阳光谱对测试结果的影响32-37
• 2.3.3 温度对测试结果的影响37-42
• 2.3.4 风速风向对测试结果的影响42
• 2.4 光伏组件额定工作温度(NOCT)的测试42-43
• 2.4.1 测试方案选择42-43
• 2.4.2 测试流程设计43
• 2.5 本章小结43-45
• 第3章 光伏组件及阵列户外计量的实际应用45-62
• 3.1 本章引论45
• 3.2 对Ⅰ-Ⅴ曲线的分析45-49
• 3.3 某光伏电站验收项目49-60
• 3.3.1 项目背景49
• 3.3.2 实验方法49-54
• 3.3.3 测试结果54-59
• 3.3.4 功率损失原因分析59
• 3.3.5 测量不确定度分析59-60
• 3.4 本章小结60-62
• 第4章 结论62-63
• 参考文献63-67
• 在学期间发表的学术论文与研究成果67

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