太阳能电池IV测试仪|光伏阵列I

一、      太阳能电池IV测试仪背景介绍

光伏电站投入运行之前必须经过严格检测后验收，国家GBT 18210-2000 《晶体硅光伏（PV）方阵I-V特性的现场测量》给出了相应的技术要求。在投入运行后的20年内，电站运营方也要不断对光伏电站各子阵列的I-V特性进行测试，查找故障隐患，以便日常维护及维修。

太阳能电池IV测试仪根据其对功率的需求配备或大或小的光伏阵列，这一光伏阵列是由太阳电池组件按串联、并联规则组合在一起的。如果各串联的太阳电池组件的工作特性由于离散性而导致不一致，在工作点的电流会不同，则必然会带来效率的损失；同理，如果太阳电池组件并联，则由于离散性，其相同工作电压条件下的最佳效率点会不一致，也会出现效率的损失。这种由于太阳电池组件特性曲线之间失配而带来的损失，称为“联结损耗"。由于“联结损耗"的存在，使得由众多太阳电池联成的阵列效率总是低于单个电池的发电效率。太阳电池的I-V特性曲线本身具有很强的实时性，易于受环境因素的影响，对于温度、照度的变化敏感。所以太阳电池安装环境条件的多变性，必然会使得太阳电池在不同环境条件下的实际发电量和负载工作点大相径庭。厂家提供的太阳电池组件的特征参数都是基于标准测试条件，而这些特征参数并不能反映太阳电池的实际工作情况。

二、      太阳能电池IV测试仪产品简介

群菱是中国唯一生产大功率太阳电池方阵测试仪、逆变器孤岛防护测量专用精密负载等产品的专业厂家，拥有雄厚的技术开发能力和良好的售后服务。

由于技术原因，光伏行业国内目前I-V特性测试仪器都是针对单个PV电池组件的，最大测试功率通常不超过1kW，而且只能配用脉冲式光源，用来测量光伏电站在实践中是不可行的。以10MW光伏电站为例，测量单位通常为50-100kW的汇流箱，或至少为工作电压600VDC、功率为3kW-5kW的电池组串。因此，大功率的光伏阵列性能测量和鉴定一直是光伏行业的难题。

  光伏产业就光伏组件和光伏发电系统的检测目前面临以下三个技术难题：

1、光伏组件I-V特性检测使用脉冲式太阳光模拟器或者恒定光模拟器。但是由于以下因素：

1)     其光谱与太阳光光谱有高达25%的失配度的不同；

2)     脉冲式点光源照射在样品上的，因入射角度和光线距离的不同，而产生的照度不均匀性；

3)     光脉冲形状和持续时间的不同；

4)     组合灯光源中各个灯之间的光性能差异；

5)     测试环境温度；

这些因素都必然导致实验室的测试结果与太阳光下实际应用情况有较大差异，也导致各实验室之间的测试结果有较大差异。

2、对于聚光型光伏发电系统，由于聚光器曲线和光学轴心定位的特殊要求，使得测量用入射光必须为平行光，这一要求否定了点光源脉冲模拟器的使用，而恒定光模拟器也因其光源尺寸很难与聚光器尺寸匹配或测试功率过大而实际不可行。

3、就光伏阵列I-V特性测量而言，由于光伏阵列功率大（≥100kW）和要求瞬间测量，因而不可能现场使用传统的、例如程控电子负载等功率测量方法，包括使用程控电子负载等方法。而且由于光伏阵列电压高，电流大，目前也尚无可用的I-V特性数据采集系统。

三、      太阳能电池IV测试仪主要型号

四、      太阳能电池IV测试仪技术参数

1.      电压测量范围：10～1000V；

2.      电流测量范围：0.3～200A；

3.      日照测量范围：0～4000 W/M2；(可选项)

4.      环境温度测量范围：-55℃～125℃；

5.      电压测量精度：≤±1V；

6.      电流测量精度：≤±0.1A；

7.      光强不均匀度：≤±2％；

8.      温度测量精度：≤±1℃；

9.      表读数分辨率1W，热电堆传感器误差≤2%，仪表误差≤2％，美国NIST校准；

五、      太阳能电池IV测试仪工作原理

PV-8150K太阳能电池IV测试仪主机内置有满足大功率、高电压、时间常数τ精确计算的充放电的专用电容器，动态电容充电现场测试方法是根据电容的特性，将内置电容器当成光伏阵列的可变负载，通过对光伏阵列给电容充电整个过程进行电流和电压采样，来测试并用专用软件将数据处理成光伏阵列的伏安特性曲线。太阳能电池IV测试仪测量工作原理如下图所示。

六、      太阳能电池IV测试仪主要功能

1.      PV-8150K太阳能电池IV测试仪通过直接测量光伏电站的短路电流和开路电压，而不是通过测量I-V特性得出短路电流和开路电压。可随着太阳辐照强度的变化实时监测、显示对应的短路电流和开路电压；

2.      PV-8150K检测的数据由CPU处理为I-V曲线后通过液晶屏显示，可以实时观察I-V特性曲线形成的过程并通过波形畸变分析被测系统特性是否有失配或故障；

3.      PV-8150K太阳能电池IV测试仪采用国际标准IEC62446推荐的“电容充电测试原理”，能客观检测I-V曲线及短路电流，开路电压，最大功率，填充系数以及最大功率下的电流和最大功率下的电压数据，能客观地给出光伏系统真实的I-V特性曲线，特别是最大输出功率点Pm以及此功率点下的电压及电流值。结合长期测试积累的经验，来分析被测光伏阵列矩阵中存在的问题，如热斑、接触不好、个别组串损坏等；

4.      PV-8150K太阳能电池IV测试仪系统不需要任何外部供电，非常适合于光伏电站的现场测试；

5.      依据标准可进行I-V特性测量测试，具体测量结果如下：

6.      开路电压Voc；

7.      短路电流Isc；；