描写太阳的词语上海地区各种光伏组件户外发电性能比较和衰减原因分析

　　主要利用中国科学院上海微系统与信息技术研究所嘉定园区配置的光伏组件户外测试系统，针对各种光伏组件( 类型包括：多晶硅、n 型单面和双面、PERC 单晶硅和多晶硅、12 栅单晶硅、HIT 单面和双面、CIGS 组件、CdTe 组件) 在上海地区的应用，于2016 年6 月1 日～2018 年7 月20 日开展了户外实证监测。首先通过室内标定对比了各种光伏组件的衰减，然后利用户外实证发电量对比了各种光伏组件的户外发电性能，进而分析了各种光伏组件的衰减原因。

　　01实验条件

　　1.1 光伏组件信息

　　本次研究监测的光伏组件类型包括：多晶硅组件、n 型单面和双面组件、PERC 单晶硅和多晶硅组件、12 栅单晶硅组件、HIT 单面和双面组件、CIGS 组件、CdTe 组件，每种组件的数量不同。其中，对CIGS 组件、多晶硅组件1 和多晶硅组件2 ，持续监测26 个月；对n 型单面组件、n 型双面组件1 和n 型双面组件2，持续监测19 个月；对PERC 单晶硅组件1、PERC 单晶硅组件2、PERC 多晶硅组件、12 栅单晶硅组件、多晶硅组件4、HIT 单面组件、HIT 双面组件和CdTe 组件，持续监测13 个月；对多晶硅组件3，持续监测10 个月( 注：同类组件中的1、2、3、4 是为区分不同生产商的产品)。

　　每种组件在进行户外监测前，都在STC 条件( 测试温度25 ℃，AM 1.5 模拟光源，光强1000 W/m2) 下进行了室内标定。

　　1.2 光伏组件户外测试系统介绍

　　本次户外实证监测使用的光伏组件户外测试系统由中国科学院上海微系统与信息技术研究所——新能源技术中心配置，坐落于上海市嘉定区(31°23′N、121°14′E)。本光伏组件户外测试系统作为测试太阳电池发电特性与可靠性的设备，主要用于长时间在户外测试光伏组件的工作情况，太阳能门户，记录不同环境下组件相应的电学参数，对光伏组件的真实发电能力与衰减状况进行测试。

　　光伏组件户外测试系统是根据IEC 61924、IEC61829、IEC6 2446 等标准[11-12] 建立的，对光伏组件在户外的性能进行标准测试和性能评估，光伏发电网，其结构图和实景图分别如图1、图2 所示。本测试系统的测试对象为光伏阵列，共有24 个通道(channel)，每个通道容许的电压范围为100～400 V，每个通道的组件采用串联或并联的连接方式，每个通道监测一种光伏组串；每个光伏组串连接1个接线盒 (conversion box)；每6 个通道用1 个集线器 (Cable collection device) 收集直流端电流，I-V 数据采集器(I-V tracer) 收集的是直流端数据，所以本文后续发电量和PR 值的计算都是采用组件直流端数据；每6 个通道的直流端数据通过1台多组串式逆变器 (invertor) 转换为交流电，本系统中共有4 台多组串式逆变器。

　　该光伏组件户外测试系统的技术特点为：光伏阵列可通过阵列选择器在多组串式逆变器与I-V 数据采集器间切换测试，整个测试系统既能工作在真实并网环境中，也可以准确测试组件实际发电性能；多组串式逆变器的使用可以解决不同阵列共同并网的问题，并缩短组件在切换过程中恢复正常工作状态的时间；所用I-V 数据采集器为阻性，可测试大功率光伏阵列，1 台I-V 数据采集器可拓展测试48 个光伏阵列。

　　1.3 光伏组件户外实证发电性能评价指标的确立

　　由于光伏发电系统在户外运行，测试环境不像实验室中那样稳定，对其进行性能评价需要采用行业公认的技术参数。本研究中采用等效发电时长和等效辐照时长这2 个参数。

　　1) 等效发电时长YF。由于不同类型光伏组件的功率不同，不同类型组件间的发电性能并无可比性。YF 表示光伏组串每天在其额定功率下的发电时长，可以用来对比每种光伏组串每kW的发电性能。在不考虑辐照度的影响时，等效发电时长就可以代表不同类型组件发电性能的差异。

　　式中，∫PMAX 为光伏组串每天的总发电量；Pnominal 为对应光伏组串的额定功率。

　　2) 等效辐照时长YR。同样，YR 表示在标准辐照度 (1 kW/m2) 下，某一地点或位置每天的日照小时数，也就是峰值日照小时数，单位为h。式中，∫G 为某地点或位置每天的总辐照度；G nominal 为STC 条件下的辐照度，取值为1000W/m2。

　　1.4 本测试系统监测使用的主要设备

　　1.4.1 数据采集系统