2.3.2 技术参数说明
光伏组件的电学基本参数主要有输出功率、电流、电压、填充因子及温度系数等。光伏电站的主体是光伏组件,因此光伏组件的技术参数是光伏电站设计的基本数据。通过组件的电学参数,根据所选用的逆变器,就可以选择组件的串、并联数量。组件的外形尺寸、重量及结构也是重要的技术参数,它们是选择合适支架、安装方式及估计场地面积等所必需的参数,在进行光伏电站的设计时都不可忽略。
以市场上常见的60片电池串联封装的多晶硅光伏组件为例,其技术参数见表2-1。
表2-1 60片电池多晶硅光伏组件技术参数
其中STC(Standard Testing Condition)指地面光伏组件标准测试条件:大气质量AM1.5,太阳辐射强度1000W/m2,温度25℃。下面按照表格所列的顺序,对关键技术参数作简单描述。
①Pmax(最大功率) 表示峰值瓦数,即在标准测试条件下具有的功率数值,I-V曲线上电压和电流乘积最大时的点对应的功率即为最大功率,此时的电压、电流分别被称为最大功率点电压Vmpp和最大功率点电流Impp。表2-1给出了五种组件最大功率的电性能参数。
②Voc(开路电压) 当组件外接电路开路时,流经电池的电流为0,此时组件的有效最大电压就是开路电压Voc。
③Isc(短路电流) 组件短接时,输出电压为0V,流经电池内的电流即为短路电流Isc。Isc反映的是电池对光生载流子的收集能力,其与光照强度成正比。
④ηm(组件效率) 在标准测试条件下,组件最大输出功率与组件接收的太阳能的比值。效率是组件间相互比较的一个重要参数,由下面公式确定:
式中,最大输出功率即Pmax,组件面积指的是组件最大面积,如果带边框,需要把边框也计算在内。
⑤NOCT(Nominal Operating Cell Temperature) 即太阳电池标称工作温度,指在组件安装角度为(45±5)℃、太阳光辐照度为800W/m2、环境温度20℃、风速为1m/s的条件下,组件空载运行稳定后的电池温度。目前最新标准为NMOT(Norminal Operating Temperature),即组件标称工作温度:组件安装角度在(37±5)℃,太阳光辐照度800W/m2,环境温度20℃,风速1m/s的条件下,组件在最大功率点附近运行稳定后的电池温度。
⑥温度系数(Temperature Coefficient) 温度系数表征的是温度变化1℃时,组件各性能的相对变化量。功率、电流、电压的温度系数各不相同,电压随温度的变化比较大,电流随温度变化相对比较小。
⑦最大系统电压(Max System Voltage) 指组件在系统中串联后的开路电压之和,组件的每一种材料都需要能够承受该电压值。
图2-3所示是规格为275W的60片电池多晶硅组件在不同光强下的I-V曲线图,曲线上每个点的电流和电压的乘积反映这种工作条件下组件的输出功率。
图2-3 60片多晶硅电池组件在不同光强下的I-V曲线
为了便于安装,一般在组件边框设计有安装孔与接地孔,见图2-4。每块组件上有4个安装孔,组件与支撑结构可直接通过安装孔固定。接地孔则用于组件的金属部分接地,满足电气安全需求。
图2-4 组件边框结构图