[發明專利]光伏組件熱斑評估方法

有效

• 申請號: 201710592454.6
• 申請日: 2017-07-19
• 公開（公告）號: CN109284879B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 鄧士鋒;董經兵;夏正月;許濤;邢國強
• 申請（專利權）人: 阿特斯陽光電力集團股份有限公司;常熟阿特斯陽光電力科技有限公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 蘇州攜智匯佳專利代理事務所(普通合伙) 32278
• 代理人: 錢偉

本發明提供了一種光伏組件熱斑評估方法，其主要包括以下步驟：S1、確定光伏組件中的最差太陽電池；S2、對該最差太陽電池進行不同遮擋比例的遮擋，以此確定光伏組件的最壞遮擋比例；S3、模擬最壞遮擋比例下，光伏組件的熱斑溫度與太陽電池缺陷類型及光伏組件輸出功率之間的關系；S4、選取不同缺陷類型的太陽電池及不同輸出功率的光伏組件進行熱斑實驗，將實驗值與模擬結果進行對比，以確定光伏組件的熱斑溫度，并對熱斑風險進行評估。相較于現有技術，本發明的光伏組件熱斑評估方法可以快速、簡便的分析出光伏組件的熱斑溫度，并對熱斑風險進行評估，以提高光伏組件的可靠性。

技術領域

本發明涉及一種光伏組件熱斑評估方法，屬于光伏發電技術領域。

背景技術

目前，在實際運行的光伏電站中，晶體硅組件占據了主要市場。由于單片電池輸出功率較小，不足以滿足實際需要，故單晶體硅太陽能電池通常通過串、并聯的方式組成光伏組件。

隨著這幾年國內太陽能光伏工業的迅速發展、光伏組件安裝容量的快速增長，光伏組件的運行安全性和可靠性問題逐漸顯露。在眾多光伏失效模式中，由于太陽能電池電性能不匹配、電池片自身缺陷以及各種靜態、動態陰影遮擋、局部積塵等引起的光伏組件表面輻照非均勻分布，進而產生太陽能電池高溫熱斑的問題，成為光伏組件失效的重要原因。非均勻輻照下，較低輻照下的單片太陽電池輸出電流變小，使得其兩端處于反向偏置，從而產生局部過熱現象，這就是熱斑現象，這種現象會消耗光伏組件的功率，嚴重的話甚至可能造成光伏組件的永久失效。

根據對美國地區已運行1-3年的約200MWp的光伏組件的調研，通過對異常組件的性能進行測試和分析，總結了這些光伏組件衰減與失效的構成因素，各種短期失效光伏組件共115塊，其中，由于電池熱斑導致的失效組件約占22％。由此可見，熱斑現象對光伏組件的性能影響巨大。

有鑒于此，確有必要提供一種光伏組件熱斑評估方法，以解決上述問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種光伏組件熱斑評估方法，該方法可以快速、簡便的模擬分析出光伏組件的熱斑溫度，從而評估光伏組件發生熱斑的風險。

為實現上述目的，本發明提供了一種光伏組件熱斑評估方法，其主要包括以下步驟：

S1、確定光伏組件中的最差太陽電池；

S2、對該最差太陽電池進行不同遮擋比例的遮擋，以此確定光伏組件的最壞遮擋比例；

S3、模擬最壞遮擋比例下，光伏組件的熱斑溫度與太陽電池缺陷類型及光伏組件輸出功率之間的關系；

S4、選取不同缺陷類型的太陽電池及不同輸出功率的光伏組件進行熱斑實驗，將實驗值與模擬結果進行對比，以確定光伏組件的熱斑溫度，并對熱斑風險進行評估。

作為本發明的進一步改進，所述步驟S1具體為：依次遮擋光伏組件內的每一太陽電池，并以被遮擋后溫度最高的太陽電池作為最差太陽電池。

作為本發明的進一步改進，所述步驟S2具體為：

S20、基于太陽電池單二極管模型，建立適合于分析陰影條件下光伏組件失配特性的失配模型，并根據太陽電池的輸出特性方程，繪制出電池片的I-V曲線和P-V曲線；

S21、根據國際標準IEC61215熱斑耐久試驗，得出光伏組件短接時，遮擋電池片的發熱功率；

S22、模擬單片太陽電池在不同遮擋比例5％、10％、15％、20％……100％下，遮擋電池片的發熱功率，確定最壞遮擋比例。