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奇怪,光伏组件竟然怕晒太阳?
日期:2019-12-31   [复制链接]
责任编辑:chengling 打印收藏评论(0)[订阅到邮箱]
编者按: 夏季,并非光伏电站发电量最高的季节,春季3、4月份和秋季9、10月份是一年中电站发电量最高的时节,这是为什么呢?原因竟是光伏组件也怕高温暴晒!

1.夏季并非光伏电站发电量最高的季节


夏季阳光充足,光照时间长,为什么发电量不是最多呢?

这是某电站太阳能资源月总辐射量和月满发小时数的对比。为消除特殊情况影响,数据均采用了连接两年的平均值。 从图上我们可以得出:该地月总辐射量最高的是5月、6月,但月满发小时数最高的却是4月、3月;其次是9月、10月。6月的月总辐射量是1月的2.7倍,但发电小时仅为1月的0.9倍!

简而言之,春季3、4月份和秋季9、10月份是一年中电站发电量最高的时节。


那夏季的发电量为什么会比春秋季的低呢?


高温导致组件功率折损


光伏组件一般有3个温度系数:开路电压、峰值功率、短路电流。其中光伏组件的峰值温度系数大概在-0.38~0.44%/℃之间,即温度越高,光伏组件的发电量越低。

理论上温度每升高1度,发电量会降低0.44%左右。如下图所示。


有工程师做了相关实验:
7月24日,某地正午12点气温高达40℃,以12块270Wp光伏组件组成的3.24kW的系统来说,假设组件的峰值功率温度系数为-0.41%/℃,以背板温度63℃作为电池片温度,对当天的组件输出功率降低进行计算:
(63-25)℃×(-0.41%/℃)=-15.58%
3.24kWp ×(1-15.58%) = 2.73kW

7月24日12时,该地由于高温造成光伏组件的功率损失为15.58%,标称功率为3.24kW的系统,在不考虑其他因素影响的情况下,光伏组件的最大输出功率仅能达到2.73kW。

同时,组件局部温度过高,会产生热斑,影响光伏组件的寿命。

(图为组件热斑)

那夏季的发电量为什么会比春秋季的低呢?

高温影响逆变器的使用寿命

光伏组件怕热,逆变器也怕热。逆变器内部都是电子元件,工作时都会产生热量,温度升高对逆变器各主要部件的性能影响非常大。温度过高的情况下,逆变器将会停止工作。

因此,为了防止温度过高引起逆变器宕机,逆变器必须安放在阴凉处,避免太阳直射。实在无阴凉处安装,则要搭一个小凉棚。

如何在夏季提高电站发电量?

1.光伏组件和逆变器都要保持通风。一般来说,在光伏电站在设计的时候通常会抬高支架(户用、工商业瓦屋面光伏电站除外),保证组件前后左右有足够的空间,保证空气的流通,以达到降温的目的,另外组件四周的金属边框也有一定的散热作用。

2.逆变器做遮阳处理。将逆变器放置在阴凉处,放个遮阳伞或者搭个小凉棚也可。另外,逆变器的安装环境要做好遮阳、通风工作,保证空气的对流,也能提高电站发电量。

3.定期检查设备运行情况。对于分布式光伏项目,尤其是彩钢瓦项目,要定期对组件的热斑进行检测。检测出有热斑的组件应及时更换,避免影响电站发电量。

4.定期清洗组件表面的灰尘和污渍。这将有助于提高电站的发电量。

特别提示:请勿在组件高温情况下清洗或者喷淋组件。建议在太阳下山后或者晚上进行,在不发电的状态下清洗。

2高紫外透光组件的衰减问题

为了使得电池能更多的利用紫外光发电,反而引入了更快的衰减。

传统组件基本上是不指望紫外光发电的,原因大致在于:

- 组件玻璃含铁量比较高,紫外光透不了多少到电池上去;

- 晶硅发射极表面掺杂浓度比较高,形成“死层”,短波长光复合严重,没法有效利用紫外光。

但是紫外光毕竟能量很大,所以一直有人都在打它的主意。高透玻璃、减反玻璃、改进正银、轻掺杂发射极,使得利用紫外光的可能性大大增加。于是作为最后一道障碍,人们开发了高紫外透过率的EVA。高透EVA可以使得短路电流和最后的发电效率提升1.7%,刚当可观。

可是问题来了,研究人员发现,紫外光对电池有严重伤害。基本上,随着紫外线的注入量的增加,电池指标基本上是线性下降。其中开路电压的下降尤其厉害。

让我们来分析一下:
- - 光浸润基本排除了LID的影响;EVA和玻璃的透光率也没有变化,排除了变色的因素,矛头进而指向了材料钝化;

- 建立标准二极管模型,发现开路电压下降的主要因素是SRH复合增加;

- 结合长期以来的报道,基本事实得到了澄清:氮化硅/硅界面受到了破坏,导致了氢钝化效果下降,硅悬挂键增多,表面复合增加。

- 经过计算,想要解开氢-硅的键合,需要的光能刚好在300多纳米的位置,正好在紫外区。

紫外线导致的氮化硅钝化效果下降正是罪魁祸首!

由此,你明白了吗?对于光伏组件来说阳光还真不是越多越好!

原标题:奇怪,光伏组件竟然怕晒太阳?
 
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来源:光伏服务、PV兔子,光伏测试网
 
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