1.3 組件背板溫度采集

組件背板溫度數(shù)據(jù)的采集操作有下面兩種，圖7為膠帶粘接式測(cè)試，其探頭分為金屬或者環(huán)氧樹脂探頭，圖8為吸盤式。一般情況下，若溫度數(shù)據(jù)的采集精度不夠，還需使用高精度IR熱成像儀進(jìn)行輔助測(cè)試以確定實(shí)際的組件背板溫度，需要注意的一點(diǎn)是很多廠家將背板溫度當(dāng)成電池片的結(jié)溫，這是不正確的，根據(jù)美國Sandia實(shí)驗(yàn)室的經(jīng)驗(yàn)值，一般地面電站上的晶硅電池片結(jié)溫在組件背板溫度值的基礎(chǔ)上再加上2℃-3℃。或者也可以根據(jù)國標(biāo)《GBT18210-2000 晶體硅光伏方陣I—V特性的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量》推薦的開路電壓法來推算結(jié)溫，但是其過程較為繁瑣，不適用于實(shí)際戶外操作。

圖7 膠帶粘貼式測(cè)試(環(huán)氧樹脂探頭)

圖8 吸盤式溫度傳感器探頭

1.4 功率測(cè)試值的修正方法

便攜式I-V曲線測(cè)試儀可以測(cè)試單片組件、組串和單臺(tái)匯流箱直流電路的I-V曲線。一般儀器自身也可以將實(shí)際自然光照條件下的實(shí)測(cè)功率數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)修正，即修正到標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件(STC)下的峰值功率。測(cè)試儀修正的內(nèi)容為溫度和光強(qiáng)這兩項(xiàng)修正，并未考慮到實(shí)際組件的灰塵遮擋損失、組串匹配損失及儀器自身的測(cè)試精度，另外如果在匯流箱的輸入端進(jìn)行測(cè)量，方陣的各個(gè)組串到達(dá)匯流箱的線纜長度不盡相同，也會(huì)存在電纜損耗，同樣影響對(duì)組件或方陣真實(shí)功率的判斷，因此還需要進(jìn)行第二次修正，將上述損耗補(bǔ)償?shù)綄?shí)際功率值當(dāng)中，具體參考如下幾點(diǎn)：

1.灰塵遮蔽損失補(bǔ)償損失Ls

需要根據(jù)電站所處的地理位置和自然環(huán)境，測(cè)試期間天氣狀況及組件表面積灰狀況，可在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)試和計(jì)算，一般可以嘗試這兩種方法：①在現(xiàn)場(chǎng)選取典型的兩塊組件進(jìn)行對(duì)比，一塊擦除掉表面灰塵，另一塊不做處理，可通過I-V測(cè)試功率，確定灰塵遮擋損失。②選擇兩個(gè)組串，一串不清洗，另一串清洗，一般組串電流和太陽輻照可認(rèn)為是線性正比關(guān)系，對(duì)于組串式逆變器，可監(jiān)測(cè)組串的電流、實(shí)時(shí)輻照和環(huán)溫，將實(shí)時(shí)電流換算到STC下的電流進(jìn)行對(duì)比。對(duì)于集中式，可用過智能匯流箱監(jiān)測(cè)每一串的工作電流進(jìn)行分析。

2.光伏電纜線損補(bǔ)償損失Lc

4mm2光伏電纜電阻為4.375Ω/km，假設(shè)取每一組串電纜平均長度40米，工作電流值最大8A，可計(jì)算出每一組串線損為組串功率的0.28%左右，具體值還需要根據(jù)實(shí)際線纜長度來計(jì)算。

3.串聯(lián)失配損失Lm

組串當(dāng)中各個(gè)組件實(shí)際工作電流不一致導(dǎo)致木桶效應(yīng)，一般經(jīng)驗(yàn)值可取1%。當(dāng)然實(shí)際值可對(duì)組串的每一塊組件進(jìn)行測(cè)試，獲取Im值的最小值，以此計(jì)算串聯(lián)失配損失。

4.測(cè)試儀器誤差Le

對(duì)于I-V特性曲線測(cè)試儀，如產(chǎn)品供應(yīng)商給出的測(cè)試最大誤差范圍±5%，可根據(jù)實(shí)際情況取正偏差的1.5-2.5%。

因此根據(jù)上述可簡(jiǎn)單得到功率修正公式：Px=Pc*(1000/G)/((1+(β*(Tc-25℃))*(1-Ls)*(1-Lc)*(1-Lm)*(1-Le))(其中Px為修正功率，Pc為實(shí)測(cè)功率，G為方陣斜面實(shí)時(shí)輻照度，β組件功率負(fù)溫度系數(shù)，Ls灰塵遮擋損失，Lc線損，Lm匹配損失，Le設(shè)備誤差損失)。

二、熱斑問題分析

組件上的熱斑效應(yīng)，一般由外部原因和內(nèi)部原因兩類造成。常見的外部原因有：組件表面積灰嚴(yán)重且厚薄不均，鳥糞、污物、落葉、方陣組件前部的草木以及周邊建筑物或電線桿等陰影遮擋，以及場(chǎng)地不平整、方陣東西設(shè)計(jì)間距不足造成的自陰影等，使得組件局部光照低于其他正常部位，被遮擋的電池或組件被置于反向偏置狀態(tài)，消耗其他電池的功率，而功率以熱能形式釋放，導(dǎo)致該電池片溫度較其他正常電池片的溫度高。外在因素導(dǎo)致的熱斑問題在光伏電站中普遍存在，可在日常運(yùn)維工作中采取清洗等措施進(jìn)行消除。

內(nèi)部原因和組件的生產(chǎn)制造工藝(特別是焊接和層壓)、電池片質(zhì)量(反向特性、邊緣漏電流過大)、接線盒中二極管的長期可靠性、EVA和背板的耐高溫及阻燃能力等因素都有關(guān)系，內(nèi)部原因造成的熱斑由于是先天性不足，在電站的運(yùn)行期間將長期存在，對(duì)電站的可靠性帶來嚴(yán)重安全隱患，任何一個(gè)熱斑點(diǎn)造成的功率損耗將限制了組串的輸出功率。

圖9-圖14列舉了西部地面電站的部分熱斑效應(yīng)案例，如圖9所示，組件有多個(gè)熱斑點(diǎn)且隨機(jī)分布：由于或者電池片本身的問題，互聯(lián)條不清潔造成的污染和虛焊、隱裂、裂片或斷柵等原因造成。熱斑導(dǎo)致組件局部的高溫較高，有的甚至高達(dá)100℃以上，而其周邊溫度僅30多℃，尤其在我國西北地區(qū)，在夏日午后持續(xù)強(qiáng)烈光照和高溫環(huán)境下，組件局部溫度將持續(xù)升高，其結(jié)果可能導(dǎo)致玻璃爆裂，組件背板局部老化，嚴(yán)重的甚至?xí)鸹鹑紵?/p>