雙玻雙面光伏組件發電量測試分析

青海黃河上游水電開發有限責任公司 光伏產業技術分公司 ■ 馬少華 呂欣崇鋒 孟慶平 侯少攀

雙玻雙面光伏組件發電量測試分析

青海黃河上游水電開發有限責任公司 光伏產業技術分公司 ■ 馬少華 呂欣*崇鋒 孟慶平 侯少攀

選取了單玻、雙玻單面、雙玻雙面等不同類型組件共6塊，安裝在不同的地面環境，通過在戶外對其發電效率進行長時間跟蹤測試，對測試數據進行歸一化處理，分析組件單位輻照、單瓦功率的發電效率，為電站投資建設方對雙玻雙面組件的選型提供理論支持。

雙玻雙面光伏組件；發電效率；反射率

0 引言

近年來，新型光伏組件不斷涌現[1]，其中最受關注的是雙玻雙面或雙玻單面組件，它較好地解決了傳統晶體硅單玻組件在不同環境運行時出現的原輔材料老化過快、PID等現象。特別是雙玻雙面光伏組件，以其優越的耐候性和發電特性，更是未來光伏電站建設的首選。對于雙玻雙面組件，其背面接收到的反射和散射光的多少決定了背面發電量可提升的空間，因此在光伏電站建設過程中評估其發電效率時，不僅需要考慮輻照、溫度、匹配損失、線損、風沙、安裝角度等因素，還需重點關注不同安裝地面對其發電量的影響。

本文通過對單玻、雙玻單面、雙玻雙面等不同類型光伏組件在不同地面安裝條件下的實際發電特性進行對比測試[2]，對測試數據進行歸一化處理，分析組件單位輻照、單瓦功率的發電效率(PR)，為電站投資建設方對雙玻雙面組件的選型提供理論支持。

1 實驗

本文選取了雙玻雙面、雙玻單面及常規單玻3種類型的單晶光伏組件，分別在沙地、水泥、雪地及草地上進行組件發電量的實時測試。首先，對待測組件的外觀及隱裂特性進行測試，選取外觀與隱裂等測試均合格的組件，為了組件輸出穩定，實驗室采取60 kWh/m2的輻照強度完成組件的穩定性實驗[3]；隨后選取功率特性輸出穩定的組件開展發電效率的測試，其中雙玻單面及常規單玻采用傳統測試方法，雙玻雙面組件的測試方法暫未有國際或國家標準，本實驗擬采用當前行業交易測試方法對組件功率進行測試，即使用吸光布將組件背面進行遮擋后測試其正面功率，將其作為銘牌標稱功率。各組件功率測試結果見表1。

為了將實驗室結果與當前我們位于西北的大型并網光伏電站發電數據進行比對[4]，采用30°的安裝角度將實驗組件安裝到測試平臺上，測試不同類型組件在不同地面安裝條件下的發電量情況，同步對輻照、環境溫度及組件溫度等參數進行實時監測，測試周期為6個月。

表1 實驗組件功率測試結果

2 結果與分析

考慮到各種類型組件的初始功率差異較大，需對測試數據統計整理后進行歸一化處理[5]，分析得到單位輻照、單瓦功率的發電效率，即組件PR，分析結果如表2所示。

表2 組件PR測試值

對表2得到的不同類型光伏組件PR測試值進行分析，分別對比雙玻雙面組件與單玻組件在水泥地面，以及雙玻雙面組件與雙玻單面組件在草地環境下的PR，可知雙玻雙面組件無論在何種地面，其組件PR均高于單面組件。其中在水泥地面上，雙玻雙面組件比單玻組件PR高6.9%；在草地地面上，雙玻雙面組件比雙玻單面組件PR高6.7%。組件在戶外實際工作過程中，常規單玻組件與雙玻單面組件均為正面發電，而雙面組件為正面與反面均可發電，當背面吸收地面反射或散射回來的光時會產生更多的電能，從而提高了光伏組件的發電效率。

此外，對比不同地面條件下雙玻雙面組件的發電效率可知，雙玻雙面組件在不同地面安裝條件下的組件發電效率差異較大。其中雙玻雙面組件在雪地安裝測得的PR值最高，為108.2%；其次為沙地95.0%，水泥地92.2%；最后為草地90.2%。雪地與沙地之間偏差13.2%，雪地與草地之間偏差18%，最常見的沙地與草地之間偏差4.8%。組件PR差異主要是由于不同地面條件下光的反射率不同，從而導致了組件背面功率及整體發電效率的差異。草地的反射率隨自然生長規律發生改變，沙地的反射率由濕度等影響因素決定。本文數據為第一季度與第二季度測試數據的綜合結果，但從兩個季度的實際測試值來看，PR會隨季節變化出現波動。

3 結論

本文選取了6塊不同類型的光伏組件，安裝在不同的地面環境，在戶外進行長時間發電效率的跟蹤測試，并對測試數據進行歸一化處理，分析得到組件PR。從不同類型、不同安裝條件下組件的發電效率可知：

1) 雙玻雙面組件的發電效率優于常規單面組件，這是由于雙面組件在戶外實際工作過程中，組件背面會吸收地面的反射或散射光而產生更多的電能，從而提高了光伏組件的發電效率。

2) 不同類型的地面對雙玻雙面組件發電效率影響較大，其中雙玻雙面組件在雪地安裝測得的PR值最高，沙地次之，草地最低。造成這種差異主要是由于不同地面條件下光的反射率不同，從而造成組件背面的功率差異和發電效率的差異。

3）草地的反射率隨自然生長規律發生改變，沙地的反射率由濕度等影響因素決定；綜合第一季度與第二季度實際測試值可知，PR會隨季節變化出現波動。

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

[2]傅家祥. 并網太陽能光伏發電系統最大功率跟蹤技術研究[J]. 機械與電子, 2010, 7(1): 159－161.

[3] IEC 60904-2, 標準太陽電池的要求[S].

[4] 楊金煥, 于化叢, 葛亮, 等. 太陽能光伏發電應用技術[M].北京: 電子工業出版社, 2009.

[5] Tom Markvart, Luis Castaner[著]，梁駿吾[譯]. 太陽電池:材料、制備工藝及檢測(第一版)[M]. 北京: 機械工業出版社, 2009.

2016-11-29

呂欣(1988—)，女，工程師，主要從事高效晶體硅太陽電池研發及光伏電站系統集成設計、效率提升等方面的研究。lvxin@cpisolar.com