一种基于双面电池组件正面与背面太阳辐照测试系统介绍-苗林

基于双面电池组件 的 太阳辐照 测量 系统 国家电投集团西安太阳能电力有限公司 苗林 目录 一、企业简介 二、双面电池组件测量系统实施的背景介绍 三、双面电池组件测量系统的介绍 四、双面电池组件测量系统实际应用举例 五、总结 一、企业简介 国家电投集团西安太阳能电力有限公司是黄河上游水电开发有限责任公司 的全资子公司，是国家电力投资集团的三级单位。成立于 2009年 3月，注册资 本金 10.55亿元人民币。经营太阳能光伏硅片、电池、组件及配套产品的开发 、制造、销售和太阳能光伏电站工程设计及技术咨询、技术服务。 目录 一、企业简介 二、双面电池组件测量系统实施的背景介绍 三、双面电池组件测量系统的介绍 四、双面电池组件测量系统实际应用举例 五、总结 二、双面电池组件测量系统实施的背景介绍 背景介绍 背景 在新能源领域，无论是光 伏电站还是光热电站，精 确与可靠的太阳辐照数据 变得越来越重要，成为产 品研发、质量控制、确定 最佳定位、检测系统效率 和各种天空条件下太阳能 发电量预报等活动的科学 决策依据，是坚实可靠的 基础信息。 现有技术的不足 太阳辐照仪的测试光谱范 围是 280nm～ 4000nm， 太阳能电池组件的光谱响 应范围是 300nm～ 1100nm，两者存在差异。 双面电池组件为提高背面 发电量，通常使用平单轴、 斜单轴等非固定式安装方 式，对太阳辐照仪的安装 带来了困难，且非固定式 安装方式的运动对辐照度 和辐照量精确测量带来了 误差。 该系统实施的必要性 该系统可以保证测试系统 的光谱响应范围与太阳能 电池组件的光谱响应范围 完全相同，测试系统方便 安装于非固定式系统，且 系统运动不会对测试结果 造成误差，达到双面电池 组件正面和背面辐照准确 测量的效果。 二、双面电池组件测量系统实施的背景介绍 该系统 通过采用与待测试的双面太阳能电池组件完全相同的 两片双面太阳能电池片 ， 利用相同的组装工艺组装成双面太 阳能电池组件模拟装置 ， 并且安装条件与使用条件与待测试 的双面太阳能电池组件完全相同 ， 从而使得辐照量测试能精 确地反映出待测试的双面太阳能电池组件的辐照量 。 该系统主要的特点 目录 一、企业简介 二、双面电池组件测量系统实施的背景介绍 三、双面电池组件测量系统的介绍 四、双面电池组件测量系统实际应用举例 五、总结 三、 双面电池组件测量系统介绍 双面电池组件正面与背面太阳辐照测试系统，包括双面电池组件测试装置、 电阻、电压采集模块、温度采集模块、数据采集与软件处理及远程查看部分 。 （ 1 ） 双面电池组件测试装置 电 阻 1 电 阻 2 3 电压采集模块 4 温度采集模块 5 数据采集 软件处理 6 远程 正面热电偶引出 背面热电偶引出 正面接线盒引出 背面接线盒引出 2 电阻 三、 双面电池组件测量系统介绍 1 双面电池组件测试装置 测试装置 使用 2片双面电池，中间使用遮光材料，保证每片电池仅单面受光 ，装置 的正面为双面电池的正面受光面，背面为双面电池的背面受光面。每侧 电池均焊接互联条、汇流带，并使用接线盒分别将两侧电流引出，用于测试电 池电学性能 ， 同时每侧均在电池背面放置 T型热电偶，用于测试电池温度 。 三、 双面电池组件测量系统介绍 上图为该系统测试装置的实物图， 为了能够完全模拟双面电池组件的封装 工艺与使用环境，使用与双面太阳能电池组件相同的材料双面电池、镀膜 玻璃、封装胶膜、焊带、汇流带、接线盒，封装一片双面电池制作组件 。 1 双面电池组件测试装置 三、 双面电池组件测量系统介绍 2.电阻 3.电压采集模块 4.温度采集模块 使用低温度系数低阻 值电阻，将电阻 1和 电阻 2分别串联在正 面接线盒两侧和背面 接线盒两侧。 采集电阻 1和电阻 2 两端电压值，并将 电压值传输至数据 与软件处理。 采集正面热电偶和背 面热电偶温度，并将 温度传输至数据采集 与软件处理。 二、双面电池组件测量系统实施的背景介绍 5 数据采集与软件处理 1、 根据采集到的电压值计算双面太阳能电池组件模拟装置的正面和背 面的短路电流，其计算公式为 ,其中 为测试的短路电流， V为测试电压， R为电阻； 2、 根据标定的电流温度系数，将测试的短路电流修正至 25℃ ，修正公 式为 ，其中 为修正后的短路 电流， 为测试温度， 为标定的电流温度系数； RVIsc Isc ℃25scI T ]25--1 0 0[25  ℃）（℃ TII scsc 二、双面电池组件测量系统实施的背景介绍 5 数据采集与软件处理 3、 将修正后的短路电流与对应的标定的短路电流进行比对，分别得到双面 太阳能电池组件模拟装置的正面和背面的辐照度，其计算公式为 ， 其中 为测试的辐照度， 为修正后的短路电流， 为标定的短路电流， 为标准辐照度； 4、 将测试的辐照度进行时间积分，得到对应的辐照量，其计算公式为 ， 其中， 为测试的辐照度， 为测试的辐照量， 为时 间。  GIIG sc sc  ℃25 G scI G  t dtGfH 0 G H t ℃25scI 上图中， CH1为测试装置正面， CH2为测试装置背面，通过电流值和 温度值，可得到正面和背面的辐照度（单位 W/m2），进一步可得到 正面和背面的辐照量（单位 W/m2h）。 三、 双面电池组件测量系统介绍 5 数据采集与软件处理 三、 双面电池组件测量系统介绍 在上述 5所描述的数据采集与软件处 理部分配置 GPRS通信模组，可实现 测试系统结果的远程查看。 6 远程查看 目录 一、企业简介 二、双面电池组件测量系统实施的背景介绍 三、双面电池组件测量系统的介绍 四、双面电池组件测量系统实际应用举例 五、总结 四、双面电池组件测量 系统实际应用举例 并网光伏电站性能监测与质量评估技术规范 中指出光伏电站综合效率 /PR （ Performance Ratio）是指光伏等效利用小时数与峰值日照时数的比值，数学表 达式 G Hi P EPR O / 其中 E评估周期内光伏电站并网计量点的交流发电量； P0光伏方阵额定功率； Hi评估周期内辐照度对时间的积分； G标准测试条件辐照度， 1000W/㎡ 。 Hi的准确测量成为重要的因素，尤其是对于非固定的平单轴、斜单轴等安装方式，使用传统 的太阳辐照仪已较难准确量测总辐照度，使用此测试系统可准确量测总辐照度。 1 计算电站综合效率（ PR） 四、双面电池组件测量 系统实际应用举例 光伏电站在做前期可行性研究的过程中，需要对拟建光伏电站的发电量做理论上 的预测，以此来计算投资收益率，进而决定项目是否值得建设。根据光伏发电站 设计规范 GB50797-2012 第 6.6条，发电量计算中规定 其中 HA为太阳能年总辐照量 kWh/m2; Ep为上网发电量 kWh; PAZ系统安装容量 kW; K为综合效率系数。 因此 HA的准确测量成为重要的因素 。 2 发电量预测 KpHE AZAP  目录 一、企业简介 二、双面电池组件测量系统实施的背景介绍 三、双面电池组件测量系统的介绍 四、双面电池组件测量系统实际应用举例 五、总结 五、 总结 在新能源领域 ， 无论是光伏电站还是光热电站 ， 精确与可靠的太阳辐照数据变 得越来越重要 ， 成为产品研发 、 质量控制 、 确定最佳定位 、 检测系统效率和各种 天空条件下太阳能发电量预报等活动的科学决策依据 ， 是坚实可靠的基础信息 。 应用以上系统后 ， 可实现双面电池组件正面与背面太阳辐照的准确测量 ， 保证 测试系统的光谱响应范围与太阳能电池组件的光谱响应范围完全相同 ， 测试系统 方便安装于非固定式系统 ， 且系统运动不会对测试结果造成误差 ， 达到双面电池 组件正面和背面辐照准确测量的效果 。 www.spicsolar.com 国家电投集团西安太阳能电力有限公司 致谢 谨向 UL季良俊老师致以诚挚的谢意。