蔣鴻飛

摘 ?要：選取主流n型雙面雙玻組件共計10片，在西北構(gòu)建戶外小型并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)。根據(jù)真實并網(wǎng)工作狀態(tài)下，組件在不同的地面應用場景及微環(huán)境中的長期運行數(shù)據(jù)，同時基于單一變量原則，對比組件在不同應用場景的發(fā)電能力及發(fā)電效率提升比例，為光伏電站商業(yè)領(lǐng)域應用及設(shè)備選型提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：n型雙面雙玻光伏組件;發(fā)電量;發(fā)電效率;多應用場景比對

中圖分類號：TM615 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）22-0077-03

Abstract： A total of 10 mainstream n-type double-sided double-glass modules are selected to build outdoor small grid-connected photovoltaic power generation system in the northwest. According to the real grid-connected working state， the long-term operation data of components in different ground application scenarios and micro-environment， and based on the principle of single variable， the power generation capacity and efficiency improvement proportion of components in different application scenarios are compared， which provides a basis for the commercial application and equipment selection of photovoltaic power stations.

Keywords： N-type double-sided double-glass photovoltaic module; power generation; power generation efficiency; multi-application scenario comparison

引言

隨著光伏行業(yè)的發(fā)展，越來越多的新型光伏組件產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)[1]，而其關(guān)注的方向主要為：尋求更高的發(fā)電效率，提升單位面積的發(fā)電產(chǎn)出;同時解決已有商業(yè)化產(chǎn)品所出現(xiàn)的穩(wěn)定性、老化性等問題。自2015年開始，中國國家能源局每年實行的光伏扶植專項計劃“光伏領(lǐng)跑者計劃”[2]，主要目的是為了引領(lǐng)我國先進光伏技術(shù)產(chǎn)品應用和產(chǎn)業(yè)升級。在此前進行的第三批領(lǐng)跑者項目中，“雙面雙玻產(chǎn)品在所有此批項目中的占比達52%，在技術(shù)領(lǐng)跑者3個基地6個標段中更是有4個標段申報了雙面技術(shù)”[3]。而此主要是歸因于雙面雙玻技術(shù)較好的組件抗隱裂和抗PID及長期老化性能，同時背面發(fā)電提升了整體組件發(fā)電量。在實際應用中，其發(fā)電增益在不同的應用場景存在較大差異。

本文主要針對n型雙面雙玻組件，將其安裝在不同應用場景及微環(huán)境中，通過長期的數(shù)據(jù)監(jiān)測，運用單一變量法，分析不同應用場景下組件的發(fā)電量、發(fā)電效率的差異，為光伏電站商業(yè)領(lǐng)域應用及設(shè)備選型提供依據(jù)。

1 測試環(huán)境與試驗方法

發(fā)電能力對比測試在寧夏銀川進行，坐標為北緯38°20′東經(jīng)106°13′，其屬國內(nèi)光資源一類地區(qū)，光照充足，年均日照小時數(shù)超過3200h。另外，當?shù)氐奶柟庾V與AM1.5光譜較為吻合，為典型的光伏應用區(qū)域。

為了獲得雙面雙玻組件在真實工作情況下的發(fā)電能力，將通過建立真實的光伏系統(tǒng)的方式進行。所有的光伏組件通過串聯(lián)的方式連接，并通過并網(wǎng)型逆變器連接上網(wǎng);同時每片組件均安裝有優(yōu)化監(jiān)控器，以獲取每片組件的運行參數(shù)。組件的安裝方式均為固定支架橫向安裝，方位角為正南0°，安裝傾角為30°。12片組件共計被分為六組，每組兩片組件一上一下分別安裝于同一固定支架。其中雙面雙玻五組組件分別安裝于以下五個地面應用場景，人工草地、水泥地、沙地、白漆、土地。另外一組n型單面組件安裝于土地。各地面場景覆蓋面積為支架投影截面的9倍，支架位于正中，同時保證各支架間距離以確保無遮擋等干擾因素。另外，針對各地面類型，分別架設(shè)光譜儀及積分球的吸收法測量各地面的反射率[4]。其中，需要尤其說明草地為人工草地，其主要考慮因素為，在不同季節(jié)，由于草皮的生長將導致其反射率發(fā)生變化，為測試提供了一個不確定的變量，因此在本次試驗中采用人工草皮以避免以上變化所帶來的影響。

本文共計采用10片n型雙面雙玻組件及2片n型單面白色背板組件，為避免由于個體差異給最終結(jié)果帶來的影響，所有的組件均選自同一廠家，相同原材料的同一個生產(chǎn)批次，以確保產(chǎn)品的一致性;同時組件的外觀及隱裂等均無問題。為了避免光致衰減[5]給結(jié)論帶來的影響，先對光伏組件進行了5kWh/m2的預處理后[6]，進行的組件產(chǎn)品輸出功率標定。針對雙面雙玻的輸出功率標定，采用IEC標準推薦的測試方法[7]，同時采用瞬態(tài)分段的測試方法進行組件的功率標定[8]。為了體現(xiàn)雙面組件的發(fā)電量增益，本文在以下計算過程中所使用的雙面組件功率為組件正面的標定功率數(shù)據(jù)。針對n型單面組件，采用傳統(tǒng)的功率標定方法進行。

以上方式主要保證使用的光伏組件，從穩(wěn)定性、一致性等方面處于相同等級。同時，在這個數(shù)據(jù)監(jiān)控周期范圍內(nèi)，不定期的對組件表面灰塵進行清潔，以盡可能的減少灰塵遮擋對于發(fā)電量的影響。整個數(shù)據(jù)監(jiān)控周期為12個月，以自然年為單位。以上的測試準備、安裝及維護工作等，均為最終進行單一變量對比提供支持。

2 結(jié)果與分析

通過表4可以看到，人工草地應用場景下，上層組件的發(fā)電量增益最大，為6.21%。而增益最低的為沙地，僅為1.81%。

3 結(jié)論

本文將同類型組件安裝在不同的地面環(huán)境應用場景，在戶外進行12個月的發(fā)電量及發(fā)電效率的跟蹤，通過單一變量理論，對比雙面雙玻組件在不同應用場景的發(fā)電能力。通過以上獲取的數(shù)據(jù)可知：

（1）n型雙面雙玻組件其發(fā)電效率整體優(yōu)于n型單面組件，主要由于雙面組件兩面都可以發(fā)電，組件背面吸收地面反射的光后發(fā)電，提高了整體組件的發(fā)電量。

（2）不同地面應用場景，由于不同的反射率，導致安裝在其上的n型雙面雙玻組件的發(fā)電效率影響較大，其中在選擇的五種應用場景（包含人工草地、土地、沙地、水泥、白漆）中，發(fā)電量的最大差異達為10.06%，即相同的組件安裝在白漆地面比安裝在土地地面增加超過10%的發(fā)電量。土地與沙地的發(fā)電量增益較為接近，且小于人工草皮的發(fā)電量增益。

（3）在不同應用場景中，上層安裝組件的發(fā)電量均高于下層安裝組件，且在人工草地應用場景中，上下層組件發(fā)電量差異最大，為6.21%。

參考文獻：

[1]熊紹珍，朱美芳.太陽能電池基礎(chǔ)與應用[M].北京：科學出版社，2009.

[2]中國光伏領(lǐng)跑者[EB/OL].http：//www.gflpz.com/，2018.

[3]董梓童.雙面雙玻組件或成市場新寵[N].中國太陽能報，2018-8-27（017）.

[4]廖海林.基于積分球氣室的光學氣體檢測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D].重慶大學，2016.

[5]王惠.光伏組件電池片光致衰減特性的研究[M].新型工業(yè)化，2017（01）：005.

[6]IEC 61215：2005，Terrestrial photovoltaic（PV） modules-Design qualification and type approval.

[7]IEC TS 60904-1-2，Photovoltaic devices-Part 1-2： Measurement of current-voltage characteristics of bifacial photovoltaic （PV）devices.

[8]陳喜平，何濤，張昌遠，等.n型光伏組件的電性能測試技術(shù)研究[J].太陽能學報，2015，36（6）.