无论采用何种测试方法,对光伏电路性能进行评估时,您都必须掌握阵列辐照度和电池单元温度的分布情况。为确保准确解读 I-V 曲线,务必关注环境条件,因为辐照度或电池单元温度的快速波动可能导致 I-V 曲线测试出现误差。为了确保获得可靠的结果,我们应当选择适当的传感器类型和测试方法,例如 Fluke Solmetric PVA 1500 I-V 曲线绘图仪。
使用 Fluke Solmetric PVA 1500 IV 曲线绘图仪测量和分析光伏电路性能
测试的环境条件
最好在天气情况稳定且辐照度达到或超过 700 W/m² 的环境条件下执行性能测试。这对于在调试或重新调试时建立性能基线特别重要,并且会影响到故障排除。在标准测试条件下,辐照度设定为 1000 W/m2。现场测试条件与这一标准条件越相近,对 I-V 曲线的解读就会越精确。在太阳处于正午前后四小时的窗口期时,测试条件通常最为理想。
辐照度测量及其影响
辐照度测量误差会显著影响光伏性能测试。例如,即便使用 Fluke Solmetric PVA -1500 这样的高质量 I-V 曲线绘图仪,其准确性仍可能受到辐照度微小误差的影响。太阳旁边快速移动的云层和高空卷云尤其易于造成测量误差。利用 I-V 曲线绘图仪进行性能测试测量的一大优势在于,您可以将关键的环境数据与 I-V 数据一起保存。这样做不仅消除了可能引发后续问题的手动数据输入错误,而且还极大减少了快速变化的测试条件造成误差的可能性。
辐照度传感器:为准确测量阵列性能,请确保辐照度传感器正确安装在阵列平面上,并使其光谱响应与光伏模块的光谱响应保持一致。此处所示的无线装置集成了一个进行过光谱校正的硅光电二极管辐照度传感器,此装置还用来监测背面温度和模块倾斜度。
传感器的选择
真正的日射强度计并不适合用于 I-V 曲线测试,因为它们的光谱响应通常较为宽泛且平坦,这与晶体和薄膜模块技术的光谱响应差别较大。手持式辐照度传感器也不是理想选择,因为它很难可靠和可重复地以相同的朝向放置在阵列平面上。手持式辐照度传感器在角度响应方面也可能与现场部署的光伏模块存在较大差异。角度响应在一天中的早晚时段以及云层会散射大量阳光的测试日尤为关键。在这些测试条件下,阵列和传感器需拥有相同宽度的天空视野。
反射光影响
辐照度传感器不可受到强光学反射的干扰,否则可能导致读数不准确。如果辐照度传感器接收到的反射光显著超过被测的光伏模块,那么模型会高估其 Isc,导致光伏模块看起来性能不佳。在某些特定情况下,金属表面反射的太阳光会导致辐照度读数被过度放大。通常情况下,通过调整传感器的安装位置,可以有效解决这一问题。
光伏系统中的温度测量
虽然光伏模块性能对温度变化的敏感度不如辐照度那么显著,但温度变化仍然是一个重要因素。轻量级热电偶能够很好地在不同条件下测量电池单元的温度,宜为首选测温工具。合理地确定热电偶位置对于确保精确的读数至关重要。由于阵列和模块的边缘通常温度较低,因此应将热电偶布置在模块角部与中心之间并远离此类低温边缘的位置。这种做法的目的是为传感器选取一个尽可能接近背面平均温度的固定点。热电偶的尖端必须与光伏模块的背面紧密接触,因为如果存在空气间隙,会中断热量传递,从而导致温度读数偏低。当在相同阵列部分之间移动热电偶时,应始终将其放置在相同的相对位置,以避免人为因素导致的温度变化。