光伏组件在光伏系统中的使用寿命和可靠性探讨资料
光伏组件可靠性与耐候性评估方法

光伏组件可靠性与耐候性评估方法摘要:太阳能光伏技术在可再生能源领域的应用正在迅速增长,但太阳能光伏组件的可靠性与耐候性一直是产业发展的核心挑战。
本文通过系统性的研究,探讨如何提高太阳能光伏系统的性能、延长组件寿命,并降低运行和维护成本,综合分析了光伏组件可靠性与耐候性的具体评估方法,旨在帮助光伏组件制造商和太阳能系统运营商可以更好地满足市场需求,提升系统在不同环境条件下的工作性能。
关键词:光伏组件;耐候性;可靠性;评估前言:太阳能光伏技术作为清洁、可再生能源的前沿领域,正在得到广泛的关注和迅速的发展。
光伏组件是太阳能系统的核心组成部分,其性能和可靠性对系统的效率和可持续性具有至关重要的影响。
评估光伏组件的可靠性与耐候性成为至关重要的任务。
可靠性评估有助于确定组件在其设计寿命内能否保持高效的能源转换效率,而耐候性评估则关注组件在不同环境条件下的性能稳定性。
1光伏组件可靠性与耐候性的重要性光伏组件的可靠性与耐候性对太阳能光伏系统的性能和可持续性至关重要,其重要性体现在以下几个方面:1)系统可靠性:光伏组件是太阳能系统的核心组成部分,对系统的可靠性和稳定性起着关键作用,如果光伏组件不具备足够的可靠性,系统会经常出现故障,需要频繁的维护和修复,导致系统停机时间增加,降低能源产量,增加维护成本。
2)性能保持:太阳能光伏组件的性能与其可靠性和耐候性密切相关,在不同气候条件下,光伏组件必须能够保持高效的能量转换效率,耐候性差的组件会因受到环境胁迫而性能下降,降低系统的总产能。
3)投资回报率:太阳能项目通常是长期投资,其回报率与系统的寿命和性能密切相关,耐候性差的组件导致系统寿命缩短,降低了投资回报率,可靠的组件可以确保系统在多年内稳定运行,提高了投资回报率。
4)环境适应性:太阳能系统常常在不同气候和环境条件下运行,包括高温、低温、高湿度、干旱、盐雾等,光伏组件必须能够适应这些不同的环境条件,否则会出现性能下降、腐蚀、开路或短路等问题。
光伏电池组件可靠性分析研究

光伏电池组件可靠性分析研究随着人们对清洁能源的重视和使用的普及,光伏电池组件已经成为了非常重要的可再生能源。
然而,随着光伏电池组件的使用时间的增加,组件的可靠性问题也越来越受到人们的关注。
一、光伏电池组件可靠性的定义及影响因素可靠性是指系统在特定工作条件下按照规定要求正常运行的概率。
因此,在光伏电池组件方面,可靠性主要指的是组件在预期寿命内能够正常发电的概率。
光伏电池组件的可靠性受到很多因素的影响,主要包括以下几点:1. 环境因素:环境因素是影响光伏电池组件可靠性的主要因素之一。
在太阳能电站的运行中,组件暴露在直射日光、雨雪、风沙、温度变化等环境条件下,这些都会对组件的性能产生影响。
2. 设计因素:组件的设计因素对其可靠性也有很大的影响。
例如,组件的外观设计、荷载设计、制造工艺等都会影响组件的可靠性。
3. 管理因素:组件管理是保障组件正常运行的关键因素。
在电站的运行中,应对组件进行定期维护和检修,以保障组件的正常使用。
二、光伏电池组件可靠性分析方法1. 组件寿命分析:该方法主要通过对组件失效原因进行深入分析和寿命评估,制定相应的保养和替换政策。
2. 可靠性预测方法:基于组件运行历史和性能数据的可靠性分析,可以预测组件的寿命和失效可能性,为制定维修计划提供依据。
3. 组件性能监测:组件性能监测是通过对组件的的输出电流、电压、温度、日照时间等相关数据进行实时监控,及时发现组件故障,并及时采取维修措施,最大限度地保证了组件可靠性。
三、光伏电池组件的维护管理为了保持光伏电池组件的稳定运行,需要开展以下维护管理工作:1. 定期检查组件性能,并记录各项指标的变化情况,以及组件运行状态等重要数据。
2. 定期进行组件清洗,并注意清除附着在组件表面的杂质和尘埃,保证组件表面的光吸收率和发电效率不受影响。
3. 对组件设备进行定期的维修和更换,及时替换老化或故障的组件设备,以保证系统的可靠运行。
四、光伏电池组件可靠性研究的现状和趋势目前,各种大型太阳能电站和分布式光伏电站均在不断对光伏电池组件的可靠性进行深入研究和探索,提高光伏电池组件的可靠性和经济性。
如何提高光伏发电系统的可靠性和稳定性

如何提高光伏发电系统的可靠性和稳定性在当今能源转型的大背景下,光伏发电作为一种清洁、可再生的能源形式,正发挥着越来越重要的作用。
然而,要确保光伏发电系统能够长期稳定、可靠地运行,并非易事。
这需要我们从多个方面入手,采取一系列有效的措施。
首先,设备的质量是决定光伏发电系统可靠性和稳定性的基础。
在选择光伏组件时,应严格把关其质量。
优质的光伏组件具备良好的光电转换效率、低衰减率以及出色的耐候性。
这意味着它们能够在不同的气候条件下,长时间保持高效的发电能力。
例如,选用具备高抗PID(电位诱发衰减)性能的组件,可以有效减少因环境因素导致的功率下降。
同时,逆变器的选择也至关重要。
高性能的逆变器不仅能实现高效的电能转换,还应具备完善的保护功能,如过压保护、过流保护、短路保护等,以应对各种异常情况,保障系统的安全运行。
其次,合理的系统设计是提高可靠性和稳定性的关键。
在设计阶段,需要充分考虑安装地点的地理位置、气候条件、光照资源等因素。
比如,在光照充足但多风的地区,要加强光伏组件的安装结构,以抵御强风的影响。
系统的布线也需要精心规划,采用合适的线缆规格和布线方式,减少线路损耗和故障的发生。
此外,还要合理配置光伏组件和逆变器的容量比例,以确保系统在各种工况下都能达到最佳运行状态。
再者,安装施工的质量直接影响着光伏发电系统的性能。
安装人员必须具备专业的知识和技能,严格按照规范进行操作。
在安装光伏组件时,要确保其安装角度和方向的准确性,以最大程度地接收阳光。
固定组件的支架要牢固可靠,能够承受各种外力的作用。
同时,电气连接部分要做到紧密、牢固,避免接触不良导致的发热和故障。
施工过程中,还需进行严格的质量检验,及时发现和纠正问题,确保系统的安装质量符合要求。
除了硬件方面,系统的监控和维护也是不可或缺的。
通过安装监控设备,可以实时监测光伏发电系统的运行参数,如发电量、电压、电流等。
一旦发现异常,能够及时采取措施进行处理。
定期的维护保养工作也非常重要,包括清洁光伏组件表面的灰尘和污垢,检查电气连接是否松动,检测逆变器的工作状态等。
光伏应用的优势及特点

光伏应用的优势及特点光伏技术是一种利用光的能量转化为电能的技术,其应用范围广泛且具有许多优势和特点。
以下是对光伏应用优势和特点的详细解释:1. 可再生能源:光伏技术是一种可再生能源,其能源源源不断地从太阳中获取能量,不像化石燃料一样会耗尽。
光伏系统的运作不会产生空气污染、温室气体排放或其他环境问题,对环境的损害也非常有限。
2. 长寿命和稳定性:光伏系统的组件具有长时间的使用寿命,寿命可达20年甚至更久。
光伏电池组件的结构相对简单,没有易损部件。
而光伏组件通过严格的质量控制和检测,能够保持较高的稳定性,即使在恶劣的环境条件下仍能正常工作。
3. 低维护和高可靠性:光伏系统的运作不需要太多的人力和资源,只需定期清洁和简单的维护。
系统本身很耐用且可靠,可适应各种气候和环境条件。
这使得光伏系统在偏远地区、岛屿和山区等地方具有巨大潜力。
4. 分布式发电:光伏系统可以以小规模形式安装在建筑物的屋顶、墙壁或其他空闲空间上,通过接入电网进行发电。
这种分布式发电模式可以减少电力传输损耗、提高电网的稳定性,并可为用户提供可靠且廉价的电力。
5. 灵活性和可扩展性:光伏系统的规模可以根据需求进行灵活调整。
可以在需要较低能量供应的地方安装小规模的光伏系统,也可以在需要较大能量供应的地方进行扩展。
这种可扩展性为各种规模的电力需求提供了便利。
6. 降低能源成本:使用光伏系统发电可以降低能源成本。
尤其是在没有电力供应的地方,使用光伏系统可以代替传统的柴油发电机。
此外,随着光伏技术的进步,系统的成本也在不断降低,使得光伏能够在经济上竞争其他传统能源。
7. 提供就业机会:光伏产业的发展不仅可以为电力供应提供可靠而清洁的能源,同时也为就业市场带来了机会。
安装、维护和管理光伏系统都需要工程师、技工和其他相关人员,从而创造了大量的就业机会。
8. 系统安全和可靠性:光伏系统不易受到停电、故障和其他电网问题的影响。
独立操作的光伏系统可以在电网断电时为用户提供可靠的电力供应,提高电力供应的连续性和可靠性。
太阳能光伏系统的可靠性与持久性

太阳能光伏系统的可靠性与持久性太阳能光伏系统作为一种可再生能源解决方案,在近年来受到了越来越多的关注。
人们对太阳能的依赖程度不断增加,因此保证太阳能光伏系统的可靠性与持久性显得尤为重要。
本文将探讨太阳能光伏系统的可靠性与持久性,并提出相应的解决方案。
一、可靠性的重要性及影响因素太阳能光伏系统的可靠性指的是系统在运行过程中能够稳定和持续地发电,以满足用户的需求。
确保太阳能光伏系统的可靠性不仅关系到用户的正常使用,还关系到能源的稳定供应和环境保护。
因此,提高太阳能光伏系统的可靠性是目前面临的一项重大任务。
然而,太阳能光伏系统的可靠性受多种因素的影响。
首先,由于光伏组件长时间受到日晒和风雨侵蚀,其功率输出会逐渐衰减。
其次,温度的变化也会对光伏组件产生一定的影响。
此外,电缆的老化、连接器的松动、人为损坏等因素也会导致系统可靠性下降。
因此,解决这些影响因素,提高太阳能光伏系统的可靠性具有重要的意义。
二、提高可靠性的解决方案1. 精选优质光伏组件为了提高太阳能光伏系统的可靠性,首先需要选择优质的光伏组件。
优质的光伏组件具有较高的转换效率和较长的寿命。
为了确保组件的质量,可以选择一些经过认证的厂家,购买具有质量保证的产品。
2. 定期检查和维护定期检查和维护光伏系统是非常重要的。
例如,定期检查电缆的连接是否松动,修复受损的电缆;定期清洁光伏组件表面的污垢,以保证其正常发电效率;定期检查并清理光伏组件周围的杂物,防止阻挡光线的正常入射。
这些维护工作将有助于保持光伏系统的正常运行和延长其使用寿命。
3. 安装完善的监控系统监控系统可以实时地监测太阳能光伏系统的运行状态,包括光伏组件的输出功率、电池组的充放电情况等。
一旦出现异常,监控系统将及时发出警报,以便及时采取措施修复。
安装完善的监控系统可以大大提高太阳能光伏系统的可靠性。
三、持久性的重要性及解决方案太阳能光伏系统的持久性指的是系统在使用寿命内能够保持较高的发电效率和可靠性。
太阳能光伏电池组件的可靠性与寿命评估

太阳能光伏电池组件的可靠性与寿命评估随着全球对可再生能源的需求不断增加,太阳能光伏电池成为了一种重要的能源选择。
然而,太阳能光伏电池组件的可靠性和寿命一直是人们关注的焦点。
本文将探讨太阳能光伏电池组件的可靠性评估方法以及如何评估其寿命,以促进太阳能光伏电池产业的可持续发展。
一、太阳能光伏电池组件的可靠性评估方法实际工作中,太阳能光伏电池组件的可靠性评估主要通过以下几个方面进行:1. 性能参数测试:对太阳能光伏电池组件进行电性能参数测试,包括开路电压、短路电流、最大功率点等。
通过与标准数值进行比对,可以评估组件的性能稳定性和一致性。
2. 机械强度测试:太阳能光伏电池组件需要经受各种气候条件下的风、雨、雪等自然环境的考验。
机械强度测试可以模拟这些环境,评估组件在不同负载下的强度和抗风雪能力。
3. 环境适应性测试:组件的环境适应性评估是通过模拟不同气候条件下的温度、湿度、腐蚀等因素,来评估组件的耐候性和耐腐蚀性能。
4. 加速寿命测试:为了评估组件在正常使用寿命内的可靠性,需要进行加速寿命测试。
这种测试通过模拟组件在不同温度、湿度和光照等条件下的工作环境,来预测组件的可靠寿命。
二、太阳能光伏电池组件的寿命评估太阳能光伏电池组件的寿命评估是一个复杂的过程,需要综合考虑多个因素和长期的运行状况。
以下是几个常用的寿命评估方法:1. 组件参数退化率方法:通过对组件参数的长期监测和分析,计算出组件参数退化的速率,并以此评估组件的寿命。
通常,退化率较低的组件具有较长的寿命。
2. 应力裂纹扩展法:通过对组件材料的裂纹扩展和应力程度的分析,在组件的寿命评估中起到重要作用。
裂纹扩展分析可以帮助预测组件的疲劳寿命。
3. 加速实验方法:通过将组件放置在高温高湿等恶劣条件下进行加速实验,从而预测组件在正常使用条件下的寿命。
4. 可靠性模型方法:通过建立数学模型,结合组件的性能参数、环境因素、使用条件等多个因素,预测组件的寿命。
光伏发电系统的性能分析与优化

光伏发电系统的性能分析与优化随着气候变化和环保意识的不断提高,越来越多的人开始关注和支持可再生能源的发展,其中光伏发电系统是较为常见的一种。
光伏发电系统通过将阳光转化为电能供给使用者,不仅能够减少化石能源的使用,还可以节省能源成本。
然而,光伏发电系统的性能方面仍然存在着很多问题,本文将从此方面对其进行分析与优化。
一、性能分析光伏发电系统的性能主要包括发电效率、稳定性、易用性和可靠性等方面。
1. 发电效率发电效率是指单位面积或单位体积光伏电池板发电的电能。
一般来说,越高效的光伏电池板发电效率越高,可以输出更多的电能并且不会浪费太多太阳能。
同时,系统的各个部分之间的匹配度也会影响发电效率。
建议在设计之初就要考虑各部分之间的匹配度,最大限度地提高发电效率。
2. 稳定性稳定性是指光伏发电系统在长期使用时输出电压和电流波动的幅度以及变化程度的能力。
光伏电池板运行时会受到太阳辐射的影响,天气、时间等因素都会影响电池板的稳定性。
因此,建议在设计之初就要考虑各种环境因素的影响,并选择合适的光伏电池板和组件来提高稳定性。
3. 易用性易用性是指光伏发电系统的各个组成部分的操作简便程度,如安装、维护、更换等。
随着技术的不断发展和进步,光伏发电系统的安装和维护越来越简单,而且随着价格的降低,系统的易用性也在不断提高。
4. 可靠性可靠性是指光伏发电系统的稳定性和使用寿命。
光伏电池板和其他组件的质量和使用寿命是影响可靠性的主要因素。
建议在选择光伏电池板和组件时,要选择质量较好的产品,并且要定期维护。
二、性能优化为了提高光伏发电系统的性能,以下几个方面可以考虑进行优化:1. 优化电池板和组件的选择在选择光伏电池板和组件时,可以考虑一些高效率、长寿命、易维护的产品,同时要考虑成本因素。
2. 优化电池板的安装和维护电池板的安装和维护是影响光伏发电系统性能的重要因素之一。
安装时需要考虑太阳高度角和方向,以及是否有遮挡物等因素,以确保充分利用太阳能光照,提高发电效率。
光伏发电系统的安全性与可靠性分析

光伏发电系统的安全性与可靠性分析随着可再生能源的崛起以及对环境保护的日益重视,光伏发电系统作为一种清洁、可持续的能源解决方案受到了广泛关注。
然而,光伏发电系统的安全性与可靠性问题一直是研究的焦点。
本文将围绕光伏发电系统的安全性与可靠性展开分析,并探讨相关的解决方案。
一、光伏发电系统的安全性分析1.1 光伏发电系统的电气安全性光伏发电系统的电气安全性是保障系统正常运行的重要因素。
在光伏组件、逆变器以及电缆等电气设备中,存在着电弧、电击、火灾等安全隐患。
为确保系统的电气安全,需要严格遵守电气安全标准,采取合适的绝缘措施和过载保护装置。
1.2 光伏发电系统的火灾安全性光伏发电系统中,由于光伏组件、逆变器等设备长时间运行会产生一定的热量,若设备散热不良或存在其他安全隐患,可能引发火灾。
因此,采取有效的火灾防护措施是确保系统安全的关键,如定期检查设备的温度、安装火灾报警系统等。
1.3 光伏发电系统的地面安全性光伏发电系统的地面安全性是指系统中的金属结构是否接地良好,是否存在漏电等问题。
地面安全性不良可能导致触电等意外事故的发生。
因此,需要定期对系统地面进行检测,确保地面接地良好,同时采取适当的漏电保护措施。
二、光伏发电系统的可靠性分析2.1 光伏组件的可靠性光伏组件是光伏发电系统的核心部件,其可靠性直接影响系统的运行效果。
光伏组件存在着老化、温度过高、灰尘积累等问题,这些都会降低组件的发电效率与寿命。
因此,选择高品质的光伏组件、定期进行清洗与检修,并合理安装在适宜的环境中,都是提高光伏组件可靠性的重要措施。
2.2 逆变器的可靠性逆变器是将光伏组件产生的直流电转化为交流电的装置,其可靠性直接决定了系统的发电效率。
逆变器存在着故障率高、寿命短等问题,特别是对于大规模光伏发电系统而言更为突出。
因此,选择高品质的逆变器、定期进行检修和维护,采取冗余设计等措施能够提高逆变器的可靠性。
2.3 电池储能系统的可靠性电池储能系统在光伏发电系统中起到了能源存储的重要作用。
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光伏组件在光伏系统中的使用寿命和可靠性探讨2015-12-14导读光伏(PV)组件制造商、安装商和系统业主在PV组件的长期可靠性等方面有着共同的利益。
在评估PV系统的可靠性时,不能仅注重PV组件的性能,更重要的是把控整体系统性能。
只有当从PV系统中的电池片到并网到电网中的其所有部件均能发挥预期性能,并且整套PV 系统得到可靠维护时,所安装的PV系统才能达到预期水平。
环境状况、设备温度、污染程度等PV系统安装场所的具体特点等都会对既定装置的性能和预期使用寿命产生直接影响,并且会加速特定场地下的不同老化速率。
此外,PV行业的持续整合可能会导致一些制造商倒闭,从而使制造商的质保承诺得不到保证。
为避免这些问题,PV制造商应采用全面的质控方案,以解决样品抽样合格率、可靠性测试计划和测试等效时间等主要问题。
UL白皮书中探讨了有助于制造商及客户评估在真实条件下PV组件可靠性的各种测试方法。
白皮书首先阐述了组件在PV系统性能中的耐用性和可靠性状况,并探讨了在评估组件可靠性时平均寿命理论模型的缺点。
其次,白皮书还介绍了PV组件可靠性评估的框架,并展示了三种不同的测试如何在持续质检程序环境下提供有意义的组件可靠性数据。
一、使用寿命的理论估算方法PV组件的使用寿命或寿命周期建模是建立在一系列前提的基础上。
这些前提与实验室测量数据相结合,在某些情况下,与通过现场实践获得的信息以及现场退回的产品相关联。
然而,光伏行业是一个相对较新且快速变化并注重提高效率(即:更高效的电池、新型材料、新设计等)的行业。
相比之下,PV的预期寿命可达到20至30年。
这些因素严重限制了目前可用于预测PV预期使用寿命的数据的可获性和价值性。
为解答与PV组件使用寿命有关的重大问题,通常采用加速老化测试方案。
通过这些测试,可采用阿列纽斯法测定活化能(Ea)。
通常情况下,针对温度、湿度和紫外线(UV)的Ea测量值在确定后,将用于首次使用寿命预测计算。
与当地天气数据相结合的Ea可为预期使用寿命的计算提供依据。
然而,这种方法所存在的基本问题在于其仅取决于单一失效机制的触发。
而实际上,伴随着几乎无法预测的随机且地域性很强的相关天气事件(风、狂风、暴风雨、积雪、结冰和冰雹),会产生不同的并发退化机制。
图1展示了针对某一类PV组件所观察到的不同功率损耗曲线(虚线),以及可能发生的阶段保修曲线(蓝色和橙色线条)。
绿色和红色曲线显示的是任意组合的退化曲线,并且每条曲线都是三种不同因素共同作用的结果。
本图所揭示的主要问题是两个阶段保修曲线中的哪一条(橙色或蓝色)更紧密地关系到实际寿命性能。
为改善PV使用寿命的理论估算方法,有必要了解各种环境条件之间的相互作用,以及所观察到的这些具体条件对PV组件所产生的影响。
因此,必须从不同场所采集性能数据,并开展数据分析,以确定可能导致故障发生的根本原因。
表1中列出了各种环境参数,并展示了所观察到的导致PV组件故障的一些影响。
图1:任意时间范围内不同退化速率与保修承诺的对比表1:环境因素以及所观察到的PV组件现象列表二、实现可靠性PV组件的耐用性取决于其设计。
另一方面,PV组件的可靠性取决于组件制造工艺的品质和完整性。
即使材料质量或制造工艺方面的细小变化都会影响部件的可靠性。
按照既定标准要求对PV组件进行的测试及认证,通常重在关注验证是否已达到基本的设计要求。
现拟采用一种验证针对不同电池的长期应力测试和寿终时间测定的组件耐用性方案。
通常假设此类长期测试亦可评估PV组件的可靠性,但可靠性测试的目的是验证某种产品是否始终在原始设计参数的范围内生产。
可靠性测试提高了人们对生产品质的信心,并且其所耗用的时间和成本均少于耐用性测试。
为保证测试效果,可靠性测试必须检测多个样品。
ISO2859-1等行业标准能为如何选取和评估生产样品提供指导,而且该标准可用于确定某批次测试产品是否合格。
根据样品验收及判定样品不合格方面的实际情况,可采用更严格或更宽松的抽样方案。
然而,考虑到其在PV系统可靠运行方面的重要性,当涉及PV组件时,有必要开展更复杂的质检。
表2展示了ISO2859-1测试的范围,包括:1)不同检测等级(S1-S4和G1-G3)所需的样品数量及电站规模2)允收质量等级(AQL)3)所允许的失效样品百分比即将评估的样品数量将实施统计学层面的产品差异分配。
AQL确定了在验收或判定某既定批次样品不合格方面的可信度。
对于安全性等一些关键测试,较低的AQL(如:0.1)即视为无法容忍的故障(零故障容忍度)。
而是旨在评估失配电池等表观缺陷的其它测试中,亦可接受较高的AQL。
行业标准通常规定了判定产品合格与否的基准。
表2:适用于可靠性测试的选定测试注:上表显示了拟采用的检测等级、每项测试所需的样品数量,以及根据ISO2859-1标准所允许的组件失效次数等。
其中,“a)”指的是发电容量为1MW的一所电厂,“b)”指的是发电容量为10MW的一所电厂,“c)”指的是采用240W组件的发电容量为50MW的一所电厂)。
表3:关于UL为满足质量和耐用性要求而提供的测试服务概览以上标准也可以根据客户的要求,采用更严格或宽松的条件。
然而,在项目及其测试开始前,需要明确用于判定合格与否的具体标准。
UL自己的测试项目包括上述短期质量测试,以及各项测试的持续性测试,从而评估长期耐用性或失效性测试的范围。
表3总体简要介绍了各项测试以及各项测试所适用的PV工艺技术。
三、选定测试的详情下述章节探讨了PV组件的选定可靠性测试,并展示了其在评定PV组件可靠性时的潜在价值。
请务必注意,尽管这些测试并不耗时或成本高昂,但必须对最少数量的必要样品加以评估,从而获得具有统计意义的测试结果,这一点很重要。
1电性能测试电性能测试是一种可在既定的不确定性范围内验证PV组件输出功率的有效方法。
这种不确定性主要来自某个既定PV组件的光谱灵敏度、旧光源以及校正链上一般的测量不确定性等。
最后一个不确定性通常是恒定的,但前两个可能会对绝对测量值产生重大影响,尤其是对于薄膜技术而言。
除了这些限制外,电性能测试还可用于考察与组件可靠性相关的下述几个方面:1)确定由于预处理所导致的初始功率损耗2)生产电性能列表的验证3)铭牌额定值验证这三个因素对于任何有效估产而言均至关重要。
为在估产方面达到更高的可信度,最好利用来自于将用于安装的实际PV组件所获得的测量数据。
该目的可通过在现场挑选测试样品的方法予以实现。
根据既定PV组件中所采用的减振器技术,太阳能电池存在初始功率损耗。
多晶电池的平均初始退化一般均低于1%,而单晶电池则可能高达5%。
图2a展示了实际初始功率损耗值的电势分布。
然而,在安装上千块组件时,这种分布平均出现在所有组件上。
生产电性能列表的验证对选择PV组件制造商而言是很重要的第一步。
生产电性能列表的验证用于与通过按标签数值生产所测得的功率损耗参数,以及通过第三方测量值所获得的数据进行对比。
这项验证工作验证了PV组件制造商的校正链。
通常对至少20个单独组件开展电性能列表验证,以确保缺陷的正常分布并减少不确定性。
一般而言,如果所测试的组件较少,则应考虑更高的测量不确定性。
图2:电性能测试验证示例。
通常根据PV组件铭牌额定值出售PV组件。
PV组件铭牌上的额定功率用于模拟能量输出,即准确的铭牌信息对于实现既定安装的能量输出而言是一个关键因素。
按照EN50380和UL4730,等标准的要求,铭牌上的额定值必须考虑所有初始退化或光辐照的影响。
因此,PV 组件在测量之前必须先稳定下来,并且应对比测量值与铭牌上的额定值。
a)预处理后的组件功率损耗。
b)功率偏差与铭牌上的额定功率。
图2b中显示了铭牌额定值的一个示例。
在此情况下,实际测得的功率与规定的铭牌额定值相比,约小2.2%。
这种不一致很有可能导致预期与实际功率输出之间出现差异。
2电致发光:失效检测与映射第二种评估方法即电致发光(EL)成像法,主要用于晶体硅PV组件,因为若采用这种方法,普遍认为会出现明显的各种组件缺陷。
通过EL成像,能确定各种不同类型的缺陷,每种都有其根本原因和性能影响。
根据常规方法评估EL图像可提供与PV组件可靠性有关的有用信息。
图3显示了两种组件,每种都存在不同数量、严重程度各不相同的裂缝。
与组件编号1中所述情况相类似的组件通常尚可接受,并能以可靠的方式发电。
与组件编号2中所述情况相类似的组件通常会在较短时间后显示出失效区域,该区域会导致严重的功率损耗。
图3:两个组件的EL图像;组件编号1显示了一些不太严重的裂缝,而组件编号2则显示了一些非常严重的缺陷。
通过评估单个批次中的多个图像,通过缺陷数量与分布情况确定大致的质量水平成为可能。
图4显示了此类评估的一个示例。
每个批次都包括相同数量的组件。
在第1批中,仅发现了少量随机分布的缺陷,这表明测试通过。
然而,在第2批中,缺陷组件的数量显著增加,并且缺陷和电池裂缝主要集中在I4和J5区域。
总之,这些观察结果均说明制造过程或组件成品运输过程、或两个过程都存在重要问题。
无论如何,第2批的测试结果无法接受,并且通过进一步的调查将能找出根本原因。
更多措施可以包括在安装前对所有组件开展EL检测或更频繁的检测,并对在用的PV系统开展测试。
3电势诱导退化目前,电势诱导退化(PID)主要与晶硅组件相关。
尽管一些c-Si组件制造商目前可提供据称具有避免PID抗性的PV组件,但PID仍是一个尚待解决的问题。
由于采用了不同的测试程序和可比性指标,但缺乏关于PID和恢复效应之间关联性方面的数据,因此为解决PID 问题所做的工作变得更为复杂。
遗憾的是,薄膜PV组件并不始终能抵御对地电势。
早期薄膜组件表现出了一些与透明导电氧化层(TCO)腐蚀(亦称为“条形图腐蚀”)有关的问题,这是一种非常明显的缺陷。
但今天的薄膜组件也会表现出严重的PID,这是一种无法在早期通过标准测试方案检测出来的问题。
PID测试重点可能各有不同,具体取决于对其的期望结果。
然而,一些选项包括:1)针对PID磁化率的映射PV组件2)针对PID磁化率的逐批次验证3)组件材料(电池和封装剂)的筛选4)标准测试条件(STC)及PID测试后的低辐照度性能测试本列表上的第一项看似很明显,但额外选项可为组件的长期可靠性提供更多依据,从而能通过更迅速的措施确定并解决PID问题。
图5显示了来自三家不同制造商的三种组件的PID筛选测试结果。
随着时间的推移,第1种组件表现出了具有不同磁化率的近似线性的退化。
图5:对不同组件的PID磁化率的调查(具有三种不同的退化率类型)上图所显示的第2种组件实际上是第1种组件的一种极端案例,因为它可快速达到100%的退化,并且不会再随着时间的推移而进一步退化。
第3种组件在PID测试的第一个阶段通常比较稳定,但一旦当其达到了电势应用的一定阈值后,就会迅速开始退化。