T/CPIA 0019.2-2020 双面发电光伏组件电参数测试方法 第2部分:公式法

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  • 7.1将双面发电光伏组件正面朝向光源放置在太阳模拟器测试支架或轨道上(见图2)与标准器件校 准测试放置位置保持一致,确保组件背面及支架与双面发电光伏组件接触边缘部分用非反射背景材料完 全覆盖。

    图2双面发电组件测试示意图

    镀铬标准电光伏组件开路电压VocBiFi按照公式(2)进行

    式中: β 一一电压修正值。 电压修正值按照公式(3)进行计算:

    式中: V 双面发电光伏组件等效串联电池片数; k 玻尔兹曼常数,单位为焦耳每开(J/K); T 温度,单位为开尔文(K); A 一 光伏组件理想因子,推荐取值1.2; a 一一电子电荷,单位为库仑(C)。

    电光伏组件短路电流IsCBi:按照公式(4)进行计

    ISCiFi = IsC from (1 + R). 1

    伏组件最大功率点电压VmBiFi按照公式(5)进

    式中: Vm fot 一 双面发电光伏组件正面最大功率点电压,单位为伏特(V); Nrs 一STC条件下双面发电光伏组件等效串联电阻,单位为欧姆(Q); Im front 双面发电光伏组件正面最大功率点电流,单位为安培(A)。 双面发电光伏组件最大功率点电流Impar.按照公式(6)进行计算:

    8.5双面发电光伏组件填充因子FF按照公式(7)进行计算:

    Im BiFi = Im from (1 + R

    8.7以上电参数的推导过程参见附录A。

    aXBiFi=VoCBiFi×IsCBiFi×FFB (8

    告应至少包含以下内容: 样品规格型号、编号; 测试仪器名称和型号; 测试所用辐照度; 双面发电光伏组件正面测试项目及测试结果,测试结果至少包含双面发电光伏组件正面最大功 率(Pmaxfron)、正面短路电流(IsCront)、正面开路电压(VoCront)、正面最大功率点 电流(Imront)、正面最大功率点电压(Vmront)、正面填充因子(FFront);

    双面发电光伏组件测试项目及测试结果,测试结果至少包含双面发电光伏组件最大功率 (PmaxBiFi)、双面发电光伏组件电流增益率(R)、双面发电光伏组件短路电流(IsCBiFi) 双面发电光伏组件开路电压(Voc BiF:)、双面发电光伏组件最大功率点电流(ImBiFi)、双 面发电光伏组件最大功率点电压(VmBiFi)、双面发电光伏组件填充因子(FFBiFi); f)本标准编号; 测量单位名称、地址和测量者; h 测试日期

    A.1开路电压VocBai

    由半导体物理学原理,光伏组件开路电压计算公式按公式A.1计算:

    其中,双面发电光伏组件正面、背面的非平衡空穴浓度相同A.5,即 Apfront =Aprear.. 由此可得,双面发电组件正背面开路电压相等,如A.6计算所示:

    Ad n/2 VoCrear Aq n

    一一双面发电光伏组件反向饱和电流,单位为安培(A)。 则双面发电光伏组件正面、背面的短路电流理论计算公式A.8和A。9分别为

    lofront 双面发电光伏组件正面反向饱和电流,单位为安培(A); orear 双面发电光伏组件背面反向饱和电流,单位为安培(A)。 综上可得,双面发电组件开路电压计算公式如A.10计算:

    Iscfron Nk7 lofront IsCrear

    将双面发电光伏组件的开路电压对辐照强度进行

    TsCfront aVoCBiFi aln NkT (lofront + 1 NkT ao Aq ao Aq X( Orear NkT (Orear + OsTe) VoCBiFi = VoCfront + ×ln Aq OSTC

    即,最终得到双面发电组件开路电压与单面组件开路电压和背面光强计算公式A.11: VoCBiFi=VoCfront+

    B —修正因子,取β=

    A.2短路电流IsCnia

    双面发电光伏组件短路电流IsCBiFi公式推导过程如下: 从宏观角度分别计算双面发电组件正背面整体光学反射和吸收情况,推导出双面发电组件正背面短 路电流计算方程A.12和A.13:

    BiFi= ISCrear afront×(1Rfront)

    将上述方程A.12和A13分别代入方程,A13,A14,A15和A16中,结合BiFi等式A.17,推导 A.18:

    ISCBiFi=ISCfront+

    IsCBiFi 双面发电光伏组件短路电流,单位为安培(A); IsCfront 双面发电光伏组件正面短路电流,单位为安培(A); IsCrear 双面发电光伏组件背面短路电流,单位为安培(A); IsCsTcfront STC测试条件下双面发电光伏组件正面短路电流,单位为安培(A); IsCsTCrear STC测试条件下双面发电光伏组件背面短路电流,单位为安培(A); Ofront 双面发电光伏组件正面辐照强度,单位为瓦每平方米(W/m); afront 双面发电光伏组件正面吸收因子; arear 双面发电光伏组件背面吸收因子: Rfront 双面发电光伏组件正面反射系数: Rrear 双面发电光伏组件背面反射系数; 九 约化普朗克常数,单位为焦耳秒(J·s) hW 光子能量,约化普朗克常数乘以圆频率, 单位为焦耳秒(J·s); j 单位波长光谱能量密度; BiFi 双面发电光伏组件双面性系数: R 双面发电光伏组件双面发电增益率,取R=α×BiFi。

    A.3最大功率点电压Vm.

    双面发电光伏组件最大功率点电压VmBiF:公式推导过程如下: 由半导体物理学原理和功率最大点特性A.20,可知双面发电组件电参数关系式A.21: dP/dV=O.*.

    双面发电光伏组件最大功率点电压VmBiF:公式推导过程如下

    (A.21) Vk7

    其中: P 双面发电光伏组件功率,单位为瓦特(W); V 双面发电光伏组件电压,单位为伏特(V): 双面发电光伏组件电流,单位为安培(A); Iph 双面发电光伏组件光生电流,单位为安培(A); Nrs STC条件下双面发电光伏组件等效串联电阻,单位为欧姆()。 采用边界条件A.20.对A.21方程进行微分处理,可得电压与电流关系式A.22

    Im双面发电光伏组件最大功率点电流,单位为安培(A)

    匕伏组件最大点电压和最大点电流关系式A.23和

    将双面发电光伏组件的最大功率点电压对辐照强度进行求导可以得到最大功率点电压和辐照强度 的关系A.25,A.26和A.27,即

    dVm Nrs × Drear OsTC ....... ao NkT, Orear Orear In(1 + Aq OSTC OSTC IsCfroni

    即,双面发电组件最大点电压最终表达式A.27:

    A.4最大功率点电流Imca

    双面发电光伏组件最大功率点电流ImBiFi公式推导过程如下: 由半导体物理学原理和功率最大点特性,在A.23基础上类似推导出最大点电流计算方程A.28:

    (ph+10) () Im= ... (A.28) 1+(4)

    将双面发电光伏组件的最大功率点电流对辐照强度进行求导可以得到最大功率点电流和辐照强度 的关系A.29,即

    则,进一步简化A.29得到A.30:

    aim a(Iscx4) /(1+AN) ad ao

    门窗标准规范范本mgiri = Imfront (1+R) ...

    双面发电光伏组件填充因子FFBiFi,根据半导体物理意义方程A.33,将A.26,A.32,A.11和A.19代 入A.33后得到双面发电光伏组件填充因子方程A.34:

    FFBiFi = VoCBIF(ISCBIFl

    其中: FFRiEi 双面发电光伏组件填充因子。

    体育标准A.6最大功率Pmaxnan

    FFBiFi [Vmfront+βRNrsImfront]×Imfront(1+R] [Vocfronur+β]×IsCfron:(1+R)

    ....
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