干貨 | 太陽(yáng)能電池方陣選型要點(diǎn)及安裝維護(hù)（二）

2018-02-01 13:37:59 北極星太陽(yáng)能光伏網(wǎng)　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

摘要：本文簡(jiǎn)介了并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的太陽(yáng)能電池方陣(并網(wǎng))選型要點(diǎn)，論述了太陽(yáng)能電池方陣與光伏逆變器的優(yōu)化匹配及太陽(yáng)能電池組件安裝前檢

摘要：本文簡(jiǎn)介了并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的太陽(yáng)能電池方陣(并網(wǎng))選型要點(diǎn)，論述了太陽(yáng)能電池方陣與光伏逆變器的優(yōu)化匹配及太陽(yáng)能電池組件安裝前檢查項(xiàng)目。

1.并網(wǎng)太陽(yáng)能電池方陣選型要點(diǎn)

并網(wǎng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)有著與離網(wǎng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)不同的特點(diǎn)，在有太陽(yáng)光照射時(shí)，太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)向電網(wǎng)饋電，而在陰雨天或夜晚太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)不能滿足負(fù)載用電需要時(shí)，負(fù)載轉(zhuǎn)為由電網(wǎng)供電。這樣就不存在因傾角的選擇不當(dāng)而造成夏季發(fā)電量浪費(fèi)、冬季對(duì)負(fù)載供電不足的問(wèn)題。在并網(wǎng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)中唯一需要關(guān)心的問(wèn)題就是如何選擇最佳的傾角使太陽(yáng)能電池方陣全年的發(fā)電量最大。

對(duì)于并網(wǎng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)中太陽(yáng)能電池方陣最佳傾角的選擇，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況綜合考慮，需要考慮太陽(yáng)能電池方陣安裝地點(diǎn)的限制，尤其對(duì)于光伏建筑一體化(BIPV)工程，太陽(yáng)能電池方陣傾角的選擇還要考慮建筑的美觀度，需要根據(jù)實(shí)際需要對(duì)傾角進(jìn)行小范圍的調(diào)整，而且這種調(diào)整不應(yīng)導(dǎo)致太陽(yáng)輻射吸收的大幅降低。

并網(wǎng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)在并網(wǎng)發(fā)電時(shí)，太陽(yáng)能電池方陣必須實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤控制，以便太陽(yáng)能電池方陣在任何當(dāng)前日照下不斷獲得最大功率輸出。在設(shè)計(jì)太陽(yáng)能電池方陣串聯(lián)數(shù)量時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1)接至同一臺(tái)光伏逆變器的太陽(yáng)能電池組件的規(guī)格類型、串聯(lián)數(shù)量及安裝角度應(yīng)保持一致。

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

太陽(yáng)能電池溫度和日照強(qiáng)度對(duì)太陽(yáng)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(yáng)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(huì)造成太陽(yáng)能電池的輸出功率下降。太陽(yáng)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(qiáng)度直接影響太陽(yáng)能電池的輸出電流，導(dǎo)致太陽(yáng)能電池輸出功率的變化。

對(duì)于單晶硅和多晶硅太陽(yáng)能電池，工作電壓(Vmp)的溫度系數(shù)約為-0.0045/℃(折合70℃時(shí)的系數(shù)為0.8);開路電壓(Voc)的溫度系數(shù)約為-0.0034/℃(折合-10℃時(shí)的系數(shù)為1.12)。

對(duì)于非晶硅薄膜電池，工作電壓(Vmp)的溫度系數(shù)約為-0.0028/℃(折合70℃時(shí)的系數(shù)為0.874);開路電壓(Voc)的溫度系數(shù)約為-0.0028/℃(折合-10℃時(shí)的系數(shù)為1.1)。

2.太陽(yáng)能電池方陣與光伏逆變器匹配

針對(duì)目前常見(jiàn)的晶體硅太陽(yáng)能電池組件，結(jié)合光伏逆變器產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)及光伏逆變器推薦的Voc和Vmp配置，設(shè)計(jì)中可根據(jù)實(shí)際太陽(yáng)能電池方陣的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算和匹配。

以某公司的170W多晶硅太陽(yáng)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(yáng)能電池組件的串聯(lián)推薦數(shù)量見(jiàn)表1。

表1 光伏逆變器型號(hào)的推薦Voc和Vmp配置及太陽(yáng)能電池組件的串聯(lián)推薦數(shù)量

在設(shè)計(jì)中實(shí)際計(jì)算方法如下：

串聯(lián)數(shù)最小值n1=V1/Vmp，使用進(jìn)一法進(jìn)行取整，V1為推薦MPPT范圍的下限值。

串聯(lián)數(shù)最大值n2=V2/Voc，使用舍去法進(jìn)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(shù)據(jù)。

對(duì)于非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池組件，以某公司的40W非晶硅太陽(yáng)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(hào)的推薦Voc和Vmp配置值及太陽(yáng)能電池組件的串聯(lián)推薦數(shù)量見(jiàn)表2。

表2 光伏逆變器型號(hào)的推薦Voc和Vmp配置及太陽(yáng)能電池組件的串聯(lián)推薦數(shù)量

在設(shè)計(jì)中實(shí)際計(jì)算方法如下：

串聯(lián)數(shù)最小值n1=V1/Vmp，使用進(jìn)一法進(jìn)行取整，V1為推薦MPPT范圍的下限值。

串聯(lián)數(shù)最大值n2=V2/Voc，使用舍去法進(jìn)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(shù)據(jù)。

3.太陽(yáng)能電池組件安裝前檢查目

在太陽(yáng)能電池安裝組件前，為了判斷太陽(yáng)能電池組件是否能正常工作，應(yīng)對(duì)太陽(yáng)能電池進(jìn)行檢查及檢測(cè)。打開太陽(yáng)能電池組件包裝后，應(yīng)對(duì)太陽(yáng)能電池組件進(jìn)行以下項(xiàng)目檢查：

1)檢查太陽(yáng)能電池組件背后銘牌，核對(duì)規(guī)格、型號(hào)、數(shù)量是否符合設(shè)計(jì)要求，如不符合應(yīng)立即更換，不能勉強(qiáng)施工。

2)對(duì)太陽(yáng)能電池專家外觀進(jìn)行檢查,太陽(yáng)能電池組件應(yīng)無(wú)變形，正面玻璃無(wú)損壞、劃傷及裂紋，背面無(wú)劃傷毛刺等。

3)檢查太陽(yáng)能電池組件正負(fù)極標(biāo)識(shí)，確保正負(fù)極連接正確，應(yīng)用萬(wàn)用表驗(yàn)證一下，以防標(biāo)識(shí)錯(cuò)誤等現(xiàn)象。驗(yàn)證方法是：用數(shù)字萬(wàn)用表的紅黑表筆，分別接觸太陽(yáng)能電池組件兩個(gè)電極，顯示為正值則紅表筆對(duì)應(yīng)電極為正，顯示為負(fù)值則紅表筆對(duì)應(yīng)電極為負(fù)，其它正負(fù)極檢驗(yàn)方法同此。

在對(duì)太陽(yáng)能電池組件檢查正常的情況下，對(duì)太陽(yáng)能電池組件進(jìn)行檢測(cè)，一般測(cè)試項(xiàng)目有開路電壓、短路電流。測(cè)量時(shí)安裝人員必須比對(duì)太陽(yáng)能電池廠家的技術(shù)手冊(cè)，根據(jù)組件參數(shù)對(duì)每個(gè)太陽(yáng)電池組件進(jìn)行檢測(cè),檢測(cè)太陽(yáng)能電池專家的參數(shù)值應(yīng)符合產(chǎn)品出廠指標(biāo)。

開路電壓的測(cè)量必須在太陽(yáng)能電池組件被日光照熱前進(jìn)行，因?yàn)樘?yáng)能電池組件的輸出電壓會(huì)隨著溫度的上升而下降。短路電流的測(cè)量直接受日照強(qiáng)度的影響，除非能夠準(zhǔn)確的測(cè)量日照強(qiáng)度，否則只能對(duì)太陽(yáng)能電池組件的輸出電流特性做一個(gè)大約估計(jì)。測(cè)量時(shí)使太陽(yáng)能電池組件平面垂直正對(duì)陽(yáng)光，大部分太陽(yáng)能電池組件的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量結(jié)果，與產(chǎn)品說(shuō)明書給出的數(shù)據(jù)差別在5～10%以內(nèi)，最好在正午日照最強(qiáng)的條件下測(cè)量電池組件。

在對(duì)開路電壓進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，必須在太陽(yáng)能電池組件被日光照熱前進(jìn)行，因?yàn)樘?yáng)能電池組件的輸出電壓會(huì)隨著溫度的上升而下降。短路電流的測(cè)量直接受日照強(qiáng)度的影響，除非能夠準(zhǔn)確的測(cè)量日照強(qiáng)度，否則只能對(duì)太陽(yáng)能電池組件的輸出電流特性做一個(gè)大約估計(jì)。檢測(cè)時(shí)使太陽(yáng)能電池組件平面垂直正對(duì)陽(yáng)光，大部分太陽(yáng)能電池組件的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量結(jié)果，與產(chǎn)品說(shuō)明書給出的數(shù)據(jù)差別在5～10%以內(nèi)，最好在正午日照最強(qiáng)的條件下測(cè)量電池組件。

應(yīng)挑選工作參數(shù)接近的太陽(yáng)能電池組件安裝在同一子方陣內(nèi)，挑選額定工作電流相等或相接近的太陽(yáng)能電池組件進(jìn)行串聯(lián)。在安裝太陽(yáng)能電池組件前,太陽(yáng)能電池組件接線盒上穿線孔應(yīng)加工完畢。

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