干貨 | 太陽能電池方陣選型要點及安裝維護（二）

2018-02-01 13:37:59 北極星太陽能光伏網　點擊量：評論 (0)

摘要：本文簡介了并網光伏發電系統的太陽能電池方陣(并網)選型要點，論述了太陽能電池方陣與光伏逆變器的優化匹配及太陽能電池組件安裝前檢...

摘要：本文簡介了并網光伏發電系統的太陽能電池方陣(并網)選型要點，論述了太陽能電池方陣與光伏逆變器的優化匹配及太陽能電池組件安裝前檢查項目。

1.并網太陽能電池方陣選型要點

并網太陽能光伏發電系統有著與離網太陽能光伏發電系統不同的特點，在有太陽光照射時，太陽能光伏發電系統向電網饋電，而在陰雨天或夜晚太陽能光伏發電系統不能滿足負載用電需要時，負載轉為由電網供電。這樣就不存在因傾角的選擇不當而造成夏季發電量浪費、冬季對負載供電不足的問題。在并網太陽能光伏發電系統中唯一需要關心的問題就是如何選擇最佳的傾角使太陽能電池方陣全年的發電量最大。

對于并網太陽能光伏發電系統中太陽能電池方陣最佳傾角的選擇，應根據實際情況綜合考慮，需要考慮太陽能電池方陣安裝地點的限制，尤其對于光伏建筑一體化(BIPV)工程，太陽能電池方陣傾角的選擇還要考慮建筑的美觀度，需要根據實際需要對傾角進行小范圍的調整，而且這種調整不應導致太陽輻射吸收的大幅降低。

并網太陽能光伏發電系統在并網發電時，太陽能電池方陣必須實現最大功率點跟蹤控制，以便太陽能電池方陣在任何當前日照下不斷獲得最大功率輸出。在設計太陽能電池方陣串聯數量時，應注意以下幾點：

1)接至同一臺光伏逆變器的太陽能電池組件的規格類型、串聯數量及安裝角度應保持一致。

2)需考慮太陽能電池組件的最佳工作電壓(Vmp)和開路電壓(Voc)的溫度系數，串聯后的太陽能電池方陣的Vmp應在光伏逆變器MPPT范圍內，Voc應低于光伏逆變器輸入電壓的最大值。

太陽能電池溫度和日照強度對太陽能電池輸出特性的影響如圖1所示，由圖1可知，溫度上升將使太陽能電池開路電壓Voc下降，短路電流Isc則輕微增大，總體效果會造成太陽能電池的輸出功率下降。太陽能電池在不同日照量下的I-V和P-V特性曲線如圖2所示。從圖2可知，日照強度直接影響太陽能電池的輸出電流，導致太陽能電池輸出功率的變化。

對于單晶硅和多晶硅太陽能電池，工作電壓(Vmp)的溫度系數約為-0.0045/℃(折合70℃時的系數為0.8);開路電壓(Voc)的溫度系數約為-0.0034/℃(折合-10℃時的系數為1.12)。

對于非晶硅薄膜電池，工作電壓(Vmp)的溫度系數約為-0.0028/℃(折合70℃時的系數為0.874);開路電壓(Voc)的溫度系數約為-0.0028/℃(折合-10℃時的系數為1.1)。

2.太陽能電池方陣與光伏逆變器匹配

針對目前常見的晶體硅太陽能電池組件，結合光伏逆變器產品的技術參數及光伏逆變器推薦的Voc和Vmp配置，設計中可根據實際太陽能電池方陣的參數進行計算和匹配。

以某公司的170W多晶硅太陽能電池組件為例(STC條件下，25℃，Vmp=35V，Voc=44.5V，Pm=270W)，各款光伏逆變器推薦Voc和Vmp的配置值及太陽能電池組件的串聯推薦數量見表1。

表1 光伏逆變器型號的推薦Voc和Vmp配置及太陽能電池組件的串聯推薦數量

在設計中實際計算方法如下：

串聯數最小值n1=V1/Vmp，使用進一法進行取整，V1為推薦MPPT范圍的下限值。

串聯數最大值n2=V2/Voc，使用舍去法進行取整，V2為推薦Voc范圍的上限值。

式中：Vmp和Voc為廠家提供的在STC條件下(STC:lrradiance1000W/m2，Moduletemperature25℃，AM=1.5)的數據。

對于非晶硅薄膜太陽能電池組件，以某公司的40W非晶硅太陽能電池組件為例(STC條件下，Vmp=46V，Voc=61V，Pm=40W)，各款光伏逆變器型號的推薦Voc和Vmp配置值及太陽能電池組件的串聯推薦數量見表2。

表2 光伏逆變器型號的推薦Voc和Vmp配置及太陽能電池組件的串聯推薦數量

在設計中實際計算方法如下：

串聯數最小值n1=V1/Vmp，使用進一法進行取整，V1為推薦MPPT范圍的下限值。

串聯數最大值n2=V2/Voc，使用舍去法進行取整，V2為推薦Voc范圍的上限值。

式中：Vmp和Voc為廠家提供的在STC條件下(STC:lrradiance1000W/m2，Moduletemperature25℃，AM=1.5)的數據。

3.太陽能電池組件安裝前檢查目

在太陽能電池安裝組件前，為了判斷太陽能電池組件是否能正常工作，應對太陽能電池進行檢查及檢測。打開太陽能電池組件包裝后，應對太陽能電池組件進行以下項目檢查：

1)檢查太陽能電池組件背后銘牌，核對規格、型號、數量是否符合設計要求，如不符合應立即更換，不能勉強施工。

2)對太陽能電池專家外觀進行檢查,太陽能電池組件應無變形，正面玻璃無損壞、劃傷及裂紋，背面無劃傷毛刺等。

3)檢查太陽能電池組件正負極標識，確保正負極連接正確，應用萬用表驗證一下，以防標識錯誤等現象。驗證方法是：用數字萬用表的紅黑表筆，分別接觸太陽能電池組件兩個電極，顯示為正值則紅表筆對應電極為正，顯示為負值則紅表筆對應電極為負，其它正負極檢驗方法同此。

在對太陽能電池組件檢查正常的情況下，對太陽能電池組件進行檢測，一般測試項目有開路電壓、短路電流。測量時安裝人員必須比對太陽能電池廠家的技術手冊，根據組件參數對每個太陽電池組件進行檢測,檢測太陽能電池專家的參數值應符合產品出廠指標。

開路電壓的測量必須在太陽能電池組件被日光照熱前進行，因為太陽能電池組件的輸出電壓會隨著溫度的上升而下降。短路電流的測量直接受日照強度的影響，除非能夠準確的測量日照強度，否則只能對太陽能電池組件的輸出電流特性做一個大約估計。測量時使太陽能電池組件平面垂直正對陽光，大部分太陽能電池組件的現場測量結果，與產品說明書給出的數據差別在5～10%以內，最好在正午日照最強的條件下測量電池組件。

在對開路電壓進行檢測時，必須在太陽能電池組件被日光照熱前進行，因為太陽能電池組件的輸出電壓會隨著溫度的上升而下降。短路電流的測量直接受日照強度的影響，除非能夠準確的測量日照強度，否則只能對太陽能電池組件的輸出電流特性做一個大約估計。檢測時使太陽能電池組件平面垂直正對陽光，大部分太陽能電池組件的現場測量結果，與產品說明書給出的數據差別在5～10%以內，最好在正午日照最強的條件下測量電池組件。

應挑選工作參數接近的太陽能電池組件安裝在同一子方陣內，挑選額定工作電流相等或相接近的太陽能電池組件進行串聯。在安裝太陽能電池組件前,太陽能電池組件接線盒上穿線孔應加工完畢。