光伏組件最大輸出功率受哪些因素影響?
光伏組件是光伏發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分,其作用是將太陽能轉化為電能,并送往蓄電池中存儲起來,或推動負載工作。對光伏組件來說,輸出功率十分重要,那么,光伏電池組件最大輸出功率受哪些因素影響?
一、光伏組件的溫度特性
光伏組件一般有3個溫度系數(shù):開路電壓、短路電流、峰值功率。當溫度升高時,光伏組件的輸出功率會下降。市場主流晶硅光伏組件的峰值溫度系數(shù)大概在-0.38~0.44%/℃之間,即溫度每升高一度,光伏組件的發(fā)電量降低0.38%左右。而薄膜太陽能電池溫度系數(shù)會好很多,如銅銦鎵硒 (CIGS) 的溫度系數(shù)僅為-0.1~0.3%,碲化鎘(CdTe)溫度系數(shù)約為-0.25%,均優(yōu)于晶硅電池。
二、老化衰減
在光伏組件長期應用中,會出現(xiàn)緩慢的功率衰減。第一年的衰減最大值約3%,后面 24 年每年衰減率約 0.7% 。由此計算,25年后的光伏組件實際功率仍可達到初始功率的80%左右。
老化衰減主要原因有兩類:
1)電池本身老化造成的衰減,主要受電池類型和電池生產工藝影響。
2)封裝材料老化造成的衰減,主要受組件生產工藝、封裝材料以及使用地的環(huán)境影響。紫外線照射是導致主材性能退化的重要原因。紫外線的長期照射,使得 EVA 及背板( TPE結構 )發(fā)生老化變黃現(xiàn)象,導致組件透過率下降,從而引起功率下降。除此之外,開裂、熱斑、風沙磨損等都是加速組件功率衰減的常見因素。
這就要求組件廠商在選擇 EVA 及背板時,必須嚴格把關,以減小因輔材老化引起的組件功率衰減。
三、組件初始光致衰減
光伏組件初始的光致衰減,即光伏組件輸出功率在剛開始使用的最初幾天內發(fā)生較大幅度的下降,但隨后趨于穩(wěn)定。不同種類電池的光致衰減程度不同:
P型(硼摻雜)晶硅(單晶/多晶)硅片中,光照或電流注入導致硅片中形成硼氧復合體,降低了少子壽命,從而使得部分光生載流子復合,降低了電池效率,造成光致衰減。
而非晶硅太陽能電池在最初使用的半年時間內,光電轉換效率會大幅下降,最終穩(wěn)定在初始轉換效率的70%~85%左右。
對于HIT及CIGS太陽能電池,則幾乎沒有光致衰減。
四、灰塵、雨水遮擋
一個電站是由許多塊電池板串并聯(lián)而組成的整體。中學物理知識告訴我們,串聯(lián)的電路,其中一點發(fā)生斷路,整個電路就會斷路。并聯(lián)其中一路發(fā)生斷路,其他電路依然是導通的。
電池組件的原理也是一樣,一串光伏板中,一個電池板被遮擋,電流通路被限制,整串中其他電池板發(fā)電再多,也無法完全輸出。
用木桶理論來解釋,一個木桶裝水多少,由最短的那塊木板決定,其他木板無論多長都沒有用。被遮擋的電池板,就是那塊木桶的短板,決定了整串電池板的發(fā)電量。
五、組件串聯(lián)不匹配
光伏組件串聯(lián)不匹配,可以用木桶效應來形象的解釋。木桶的盛水量,被最短的木板限制;而光伏組件輸出電流,被串聯(lián)組件中最低的電流限制。而實際上組件之間多少都會存在一定的功率偏差,因此組件失配多少都會造成一定的功率損失。
以上五點是影響光伏電池組件最大輸出功率的主要因素,且會造成長期的功率損失,所以,光伏電站后期運維十分重要,可有效降低故障所帶來的效益損失。