太阳能光伏组件IV测试特性曲线分析
电池组件IV曲线培训资料
Training on IV-CurveDep: Date:Module R&D Nov. 2010Overview横轴为电压 纵轴为电流/功率 红色曲线为IV曲线 蓝色曲线为PV曲线 II/PU太阳电池IV曲线U锰干电池IV曲线 对比IV曲线引出的概念 太阳电池的输出功率P：I-V曲线下的面积最大功率点MPP太阳电池实际的使用应该在最大 功率点（MPP）上 在这一点上，输出的功率达到了 最大值=Pmax。
（思考：怎样保证组件实际使用时 在最大功率点上？）IV曲线引出的概念填充因子FF：太阳电池输出功率P“方度，饱满度”的量度， 能直观反映太阳电池的功率输出能力。
晶体硅 太阳电池 FF 实际值 = 0.70 ～ 0.85IV曲线引出的概念转换效率η ：表示入射的太阳光能量有多少能转换为有效 的电能。
η =（太阳电池的输出功率／入射的太阳光功率 ）×100% =Pin为入射光的能量密度，即辐照度，通常取1000w/㎡ 当S为电池面积时， η为单片电池的转换效率 当S为组件面积时， η为组件的转换效率IV曲线的由来无论是电池分选、组件测试都会采用IV曲线直观的反应 产品的性能，那么IV曲线是如何得到的呢？ 答案：IV曲线是由二极管特性曲线和光生电流叠加而成 首先，任何太阳电池都有着和二极管相同的结构——PN 结所以在无光照情况下，它拥有和二极管相同的IV特性曲线 这就是太阳电池的暗特性 I 当有光照时，“二极管”产生反 向光电流；稳定的光照下产生的光 电流一定（如右图IL）U ILIV曲线的由来当太阳电池与负载电阻连成通路后，流经负载的电流应该是：I=IF-IL（IF为结电流，IL为光生电流）IL P I RL N IF左图中的1，2分别为太阳电池 在无光照和有光照条件下的伏 安特性曲线温度对IV曲线的影响不同产品的温度系数 珈伟G0950/SP5432: 功率 -0.38%／℃电压 电流 （ 约0.36W／ ℃ ） -60.8mV ／ ℃ 3.5mA ／ ℃珈伟G1900/MT5672: 功率 -0.43%／℃ （约0.82W／ ℃ ） 电压 -0.32%／ ℃ （约121.6V ／ ℃ ） 电流 0.036% ／ ℃ （约1.9mA ／ ℃ ）辐照度对IV曲线的影响辐照度对Isc的影响较 大，对Voc的影响较 小；通常可以近似认 为辐照度与Isc成正比 例关系。
电池组件IV测试曲线的目的与评估
电池组件IV测试曲线的目的与评估组件IV测试仪是一种全智能化太阳能电池组件测量装置，它采用了新型太阳模拟灯作为光源，用微机控制和管理，提高了测量精度。
可以满足了生产线上对大功率太阳电池组件的快速测试要求。
测试系统的基本工作原理是：当闪光照到被测电池上时，用电子负载控制太阳电池中电流变化，测出电池的伏安特性曲线上的电压和电流，温度，光的辐射强度，测试数据送入微机进行处理并显示、打印出来。
本系统可测试太阳电池的伏安特性曲线，测试ISC、VOC、Pmax、Vmax、Imax等参数并具备折算到标准测试条件下的能力（符合GB/T6495.3要求）。
由于模拟灯光源在工作现场，受到工作时间的加长，灯管寿命的缩短，灯管温度的提高，供电电压的不稳等诸多因数的影响，光的质量会产生漂移，造成测量准确度的降低，这是同类产品无法解决的难题。
我公司采用多路测光处理技术，解决了上述问题，保证了光源的准确性，使光强的修正更加精确，同时具有光源监测报警功能，保证了系统的稳定及可靠性。
那么IV测试曲线的目的是什么呢? 莱下面由科斯新能源科技有限公司为你解答01IV曲线测试的目的测量串开路电压（Voc）和短路电流（Isc）以及极性。
最大功率点电压（Vmpp）、电流（Impp）和峰值功率（Pmax）的测量。
光伏组件/组串填充系数FF的测量。
识别光伏组件/阵列缺陷或遮光等问题。
积尘损失、温升损失，功率衰减、串并联适配损失计算等02IV曲线的基础概念Voc 开路电压Isc 短路电流Vmpp最大功率点电压Impp最大功率点电流Pmax峰值功率填充因子FF是太阳能电池品质的量度，定义为实际的最大输出功率除以理想目标的输出功率(IscVoc)，FF越大，太阳能电池的质量越高。
FF的典型值通常处于60~85%，并由太阳能电池的材料和器件结构决定。
03影响IV曲线的因素辐照度越大，短路电流越大，辐照度对于开路电压影响不大温度越高，开路电压越小，温度对短路电流影响不大温度一定的情况下，辐照度越高，组件输出功率越大04组件的IV曲线分析STC状态下的组件电参数请点击输入图IV曲线测试仪测试的数值转换到STC条件下的值和厂家出厂的datasheet值进行对比才有意义05IV曲线测试步骤请点击输入图片确保待测组串和逆变器断开被测试组串应该隔离并连接到I-V曲线测试设备。
360°认识“光伏组件IV曲线”
360°认识“光伏组件IV曲线”每个光伏组件的技术规格书上，都会附“IV曲线图”，大家都非常熟悉。
类似下面这张。
但是，你看懂参数代表的意义吗？知道它为什么会是这个形状吗？图1：某光伏组件的IV特性曲线“IV曲线图”为什么是这个形状？先摘出上图中一条曲线进行分析，如下图。
图2：太阳电池IV特性曲线光伏发电的任何形式，小至单个太阳电池，大至光伏方阵和光伏系统，其基本特性都可由“IV曲线图”表达，图中表达了几个关键参数：短路电流、开路电压、MPPT电流和MPPT电压。
那“IV曲线图”为什么会是这个形状？众所周知，目前市场主流的太阳电池核心是PN结，和二极管的结构相同，所以太阳电池本身也是一个二极管。
先来看一下二极管的典型IV曲线，如下图所示：图3: 二极管IV特性曲线当二极管正向导通时，两端电压U和电流I之间的函数关系是：I=I o{exp(qU/A0kT)-1} ，电压和电流之间呈e指数函数关系， IV曲线即如第一象限所示。
当二极管接反向电压时，二极管中的电流（称为“反向电流”）非常小，且不随电压变化。
其本质是反向电流大小是由材料中的少数载流子决定，其数量非常有限，所以产生的电流非常小。
但当电压超过某一定值时，反向电流突然变大，这是因为二极管被击穿的缘故，类似雷电等非常高的电压能把空气击穿产生电流， IV曲线即如第三象限所示。
综上所述，二极管的两种工作状态总结如下：正向导通时，IV曲线是e指数函数图，电流方向从正极（PN结的P端）流向负极（PN结的N端）；反向截止时，电流基本不变，电流方向是从负极（PN结的N端）流向正极（PN结的P端），和正向导通时的电流反向相反，所以在图形中为负值。
在了解了二极管的IV特性后，我们再来分析太阳电池的IV曲线。
太阳电池如果没有光照射时，如在其两端加正向电压，电压和电流之间的函数关系和普通二极管相同。
有光照时，根据光伏效应原理，当太阳光照射到PN结上时，PN结吸收光能激发出电子和空穴，电子向负极（N端）移动，空穴向正极（P端）移动，所以电流的方向是由负极流向正极，这个电流叫光生电流（用I ph表示），显然，光生电流的方向和二极管正向电流方向相反，为负值。
太阳电池组件IV特性曲线测试
• 实际上，这两个愿望都是无法实现的，即使完全同材料同工艺制造的太阳电池 的光谱响应也不可能完全相同。
• 然而，进行光谱修正是一个复杂的过程，在实际生产中几乎不被采用。由此， 就引入了光谱失配的误差。
• 同时，测量系统，在组件的测量过程中是指对组件的电压值、电流值、 组件温度和对参考太阳电池的短路电流值进行测量的设备，也存在系 统误差。这个误差是大家最容易理解，也是光能量传递过程中所引入 的各个误差项中最简单的，就是数据采集系统的误差。比如，12位数 据采集器的满量程误差≤±0.04%，参考电池和被测量组件的负载电 阻的误差都为±0.5%，则在满量程条件下短路电流测量值的测量系统 误差应该有： δ≤2×((0.04%)2＋(0.5%)2)1/2 = ±1.004%
电子负载
• 图3给出了电子负载的原 理图。其中：E1和E2是两 个直流电源，并且E1的电 压必须大于所测量太阳电 池的开路电压；Rh是一个 可变电阻；Rp是一个精密 电阻，或者被称为负载电 阻。当从下向上滑动可变 电阻Rh，使得被测量的太 阳电池从反向偏置状态向 正向偏置状态变化，太阳 电池逐渐从短路状态向开 路状态变化，从而对太阳 电池的I-V特性进行扫描。
• 测量系统的误差依赖于数据采集器的位数。通常组件测量系统使用并行4通道12位 分辨率数据采集器，理论上可以达到的满量程系统误差小于±0.025%。所以测量系 统误差从来都不是组件测量误差的主要来源。
• 测量系统应该是经过标定的，就是在标准条件下使用不同量值的标准电位计校准测 量系统测量电压量的准确度，使得测量系统无论是在满量程条件还是在其它量程下， 测量值与标准电位计的标定值之间的标准偏差小于给定值，并且生产商应该给使用 者提供这样的标定报告。组件生产商在测量组件的过程中可以仅通过对光源的辐照 度进行标定，也就是通过获得标准组件短路电流，就完成了对组件测量系统的设定。 不幸的是，我们目前使用的测量系统，大多数是没有经过标定的。没有经过标定的 测量系统，就需要在测量组件的过程中对组件的开路电压和短路电流都进行修正， 也就是所谓的功率“校准”的方法。
太阳电池组件IV特性曲线测试PPT21页
15、机会是不守纪律的。——雨果
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
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太阳电池组件IV特性曲线测试
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
光伏组件iv测试原理
光伏组件iv测试原理一、前言随着光伏技术的不断发展，光伏组件的性能测试越来越受到重视。
其中，IV测试是评价光伏组件性能的重要指标之一，也是光伏组件生产和应用中必不可少的环节之一。
本文将详细介绍光伏组件IV测试原理。
二、IV测试概述IV测试是指对光伏组件进行电流-电压特性曲线（IV曲线）测试的过程。
在该过程中，通过对不同电压下产生的电流进行测量，得到一个由电流和电压构成的曲线图，即为IV曲线。
通过分析IV曲线可以得到许多关于光伏组件性能的重要信息，如开路电压（Voc）、短路电流（Isc）、最大功率点（MPP）等等。
三、IV测试仪器进行IV测试需要使用专门的仪器设备。
常见的有：1. IV测试仪：用于测量不同温度、辐照度条件下光伏组件在不同电压下产生的电流。
2. 交直流源：用于提供稳定可靠且精确控制输出值的直接或交流源。
3. 万用表或数字多用表：用于测量电压、电流等参数。
四、IV测试原理IV测试的原理是基于光伏效应和半导体PN结的特性。
当光照射到半导体PN结时，会产生电子和空穴对，并在PN结中形成电场。
当外加电压作用于PN结时，电场强度会发生变化，从而影响光伏组件的输出电流和电压。
IV测试的过程中，通过改变外部施加的电压来测量光伏组件在不同电压下产生的输出电流。
具体步骤如下：1. 在不同辐照度和温度条件下，施加不同的直流或交流源输出值，并记录光伏组件在每个输出值下产生的输出电流和电压。
2. 根据测量结果绘制出IV曲线，并通过分析曲线得到关键参数，如Voc、Isc、MPP等。
五、IV测试注意事项进行IV测试需要注意以下几点：1. 测试设备要求高精度、高稳定性和高可靠性。
2. 测试过程中需要控制光照强度和温度等环境因素对测试结果的影响。
3. 测试数据应该经过多次重复测量并取平均值以提高数据准确性。
4. 对测试结果进行分析时，需要考虑光伏组件的实际使用环境和条件。
六、总结IV测试是评价光伏组件性能的重要指标之一，也是光伏组件生产和应用中必不可少的环节之一。
光伏iv曲线和直流iv曲线判断算法
光伏iv曲线和直流iv曲线判断算法随着全球能源环境问题日益凸显，可再生能源的开发和利用逐渐成为世界各国关注的焦点。
作为可再生能源的重要组成部分，光伏发电技术因其清洁、环保、可再生等优势越来越受到人们的关注和重视。
在光伏发电系统中，了解光伏iv曲线和直流iv曲线判断算法是至关重要的，它可以帮助我们更好地理解和分析光伏发电系统的性能和工作状态，为系统的运行和维护提供重要参考。
一、光伏IV曲线的基本概念1.1 光伏IV曲线的定义光伏IV曲线是指在光照条件不断变化的情况下，光伏电池的电流-电压特性曲线。
它是描述光伏电池在不同光照条件下工作状态的重要工具，通常以电流I和电压V为坐标轴绘制图形。
1.2 光伏IV曲线的特点光伏IV曲线通常具有以下几个特点：（1）曲线呈现出一定的非线性特性，随着光照强度的增加，电压会增加，电流也会随之增加，但增长趋势会减缓；（2）在一定光照条件下，光伏IV曲线存在着最大功率点（MPP），此时系统输出功率最大；（3）光伏IV曲线受温度影响较大，随着温度的升高，曲线会发生一定的偏移。
1.3 光伏IV曲线的绘制和解读光伏IV曲线的绘制可以通过实验获取光伏电池在不同光照条件下的电流-电压值，然后利用软件工具进行曲线的绘制。
在光伏IV曲线的解读过程中，我们需要根据曲线的形状和特点来判断光伏电池的工作状态和性能表现，并开展相应的分析与应对措施。
二、直流IV曲线判断算法2.1 直流IV曲线的作用直流IV曲线是指给定电气设备在不同电压下的电流-电压特性曲线。
在实际工程中，通过绘制和分析直流IV曲线可以直观地了解设备的电流-电压特性，为设备的运行和故障诊断提供重要参考。
2.2 直流IV曲线的判断算法（1）根据电流-电压特性绘制曲线，判断设备的工作状态和性能表现；（2）通过对曲线的斜率、趋势、图形等特点进行分析，推断设备可能存在的故障或性能问题；（3）根据曲线的变化和特点，提出相应的应对措施和改进建议；（4）在实际工程中，可以借助软件工具对直流IV曲线进行自动化分析和判断，提高工作效率和准确性。
太阳能电池的iv曲线
太阳能电池的iv曲线
太阳能电池的IV曲线是描述太阳能电池输出电流与输出电压之间关系的一条曲线。
太阳能电池是将太阳光转化为电能，其IV曲线是衡量太阳能电池性能的重要指标。
IV曲线是指在不同的太阳辐照度下，太阳能电池输出的电流与电压之
间的关系。
在太阳光辐照度越高的情况下，太阳能电池的输出电流越大，输出电压越小，整个IV曲线随之变化。
经过多次测试，可以得出太阳能电池的IV曲线在太阳辐照度越高的情况下，曲线的斜率越大，说明太阳能电池的输出功率越高。
而曲线在
开路电压和短路电流处会交于平面电极电势——即为0V，说明太阳能电池的最大输出功率点就在这两个点之间。
在太阳光辐照度低的情况下，IV曲线就会相应地向左移，开路电压、
短路电流都会变得越来越小，这也说明了太阳能电池的输出功率随着
光强的减小而减少。
在太阳光辐照度达到一定值时，太阳能电池就会达到最大功率点，IV
曲线也就达到了最高点，这是太阳能电池最有效的输出状态。
而在超
过这个光强时，太阳能电池的颜色也会逐渐变深，甚至出现漏电现象。
总的来说，太阳能电池的IV曲线是描述太阳能电池输出电流与电压之间关系的非常重要的曲线，通过IV曲线可以更加准确地评估和测量太阳能电池的性能，也可以更加有效地利用太阳能电池的输出功率。
此外，在日常使用太阳能电池时，需要注意光强的影响，避免在过强的光照下使用，以免造成设备损坏。
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太阳能光伏组件IV测试特性曲线分析
光伏组件特性曲线又叫IV曲线，这个曲线是分析光伏组件发电性能的重要依据。
一般情况下，组件出厂时都要进行IV曲线测试，以便确定组件的电性能是否正常和功率大小。
但是在电站安装完成后很少人会再去对阵列进行IV曲线测试，所以从我的从业经验来看我认为太阳能电池光伏组件IV测试仪是非常有必要的。
光伏电站中出现光伏组件发电性能问题的电站占总电站数量的比例至少在10%以上，只有进行了IV曲线测试并进行认真分析，才能确保光伏阵列安装后的质量没有问题。
光伏组件的电性能故障一般不会导致光伏电站停止发电或者安全事故，只会降低发电效率，按相关规范规定，当发电效率下降5%以上时，电站质量就判定为不合格。
虽然通过特性曲线可以发现组件的问题，但是如果想进一步解决问题，还需要对特性曲线进行认真的分析才能找到原因。
光伏组件的特性曲线异常通常是有以下原因造成的：灰尘遮挡、个别电池片破碎、组件参数不匹配、旁路二极管短路等。
下图是光伏组件的特性曲线，正常的时候这个曲线是很平滑的，而且可以明显看到有三个部分，第一部分是“水平线”（近乎水平，只有一点点下降），第二部分是“膝盖”（近乎圆弧），第三部分是“墙”（近乎垂直）。
图1 光伏组件特性曲线
如果光伏组件有故障，那么整个光伏阵列的特性曲线就会出现异常，以下我们以实际的例子对上面的内容进行详细的讲解。
在对光伏阵列进行测试前，我们需要先把组件的灰尘清理干净，然后再对光伏阵列进行I-V曲线扫描，由于在户外测试时，测试结果容易受环境变化影响，为确保结果真实可
靠，我们对同一个光伏阵列要测试三次以上。
现在市场上有很多仪器可以对光伏阵列的I-V特性曲线进行现场测试，本文提供的光伏曲线案例全部是通过意大利HT公司生产的I-V400测试仪得到的。
01 - 多膝盖
“多膝盖”，从这个曲线可以知道光伏阵列中有个别组件的旁路二极管已经短路，原因可能是以下：光伏组件被阴影遮挡、部分电池片损坏、组件旁路二极管损坏、个别组件
的功率偏低
；
图2 第1种异常情况案例
02 - 短路电流偏小
短路电流偏小，原因可能是组件功率衰减，也可能是测试时操作不当（比如，辐照度计放置倾角不正确，测试时太阳光强变化过快造成的；
图3 第2种异常情况案例
03 - 开路电压过低
开路电压过低，原因可能是以下：ＰＩＤ效应、部分光伏组件被完全遮挡、旁路二极管损坏等，还有可能是测试时操作不当（比如：温度测量不准确）造成的；
图4 第3种异常情况案例
04 - 膝盖变形
“膝盖变形”，表现为开路电压和短路电流都正常，但是填充因子偏低，造成这种情况的原因可能是组件老化，也可能是第5和第6种异常同时发生造成的。
图5 第4种异常情况实例
05 - “墙”倾斜角度变小
“墙”倾斜角度变小，造成这种情况的原因可能是以下：光伏组件连接电缆电阻过大，连接器电阻过大，电池片的串联电阻过大等。
图6 第5种异常情况实例
06 - “水平线”倾角过大
“水平线”倾角过大，造成这种情况的原因可能是以下：组串的短路电流不匹配、电池片的并联电阻过大、阴影遮挡。
以下是电站实际测试过程遇到的实际案例：
图7 第1和第6种异常情况实例
图8 第6种异常情况实例
组件实际参数与标称值不匹配实例
通过分析光伏阵列的IV特性曲线形状不仅可以初步确定光伏组件的发电性能是否正常，还可以查找到有故障的光伏组件，从而更换故障组件解决问题，但是却不能进一步确定造成组件损坏的原因。
光伏组件出厂后经过运输、搬运、安装才能使用，如果在使用的过程中发现发电量偏低后才来查找原因是不适当的，因为任何一个环节的失误都会造成组件损伤。
所以我们建议在光伏组件安装前对组件进行抽样测试，在光伏组件安装固定后对光伏阵列进行全部测试。