太阳能光伏户外实证实验站监测案例分享
太阳能光伏户外实证实验站监测案例分享
在光伏产业蓬勃发展的今天，光伏组件的功率评定一直是电站投资者关注的重中之重，为了能更加科学和全面的评定光伏组件在实际工作条件下的功率，我们在不断完善光伏组件功率的测量标准和测试方法。自2011-2018年，国际电工委员会陆续发布了IEC 61853系列标准，共包括4个部分：第1部分《辐照度和温度性能测量和功率评定》、第2部分《光谱响应、入射角和组件运行温度测量》、第3部分《能效评定计算》、第4部分《用于计算标准能效评定的时间周期和天气条件》。在现行的IEC 61215中，仅规定用标准测试条件（Standard test condition，STC（25℃，AM1.5，1000W/m²））对组件功率进行评定并不全面，因为光伏组件在户外实际使用的真实环境下，不同温度、辐照度、光谱分布，以及不同入射光角度，都会影响光伏组件的发电性能。
天祥科技结合自己的测试经验，本文将IEC 61853 第1部分（IEC 61853-1）中的技术内容和试验方法分享给大家。
户外光伏实证试验站建设目标：
实证基地是针对光伏组件、材料及部件（逆变器）户外自然老化的实证场，旨在研究典型气候条件下组件、光伏及建筑材料、逆变器在实际应用中的性能衰减分析及寿命评估方法、效率与长期可靠性。实证场需配置高精度多通道户外IV测试系统（具备MPPT追踪功能），气象数据采集及监控装置（辐照度计、风速风向计、温度传感器等），测量精度需满足相关标准，数据采集需准确。样品整个老化过程中可提供包括水平辐照度、样品倾角辐照度、紫外辐照度、光谱辐照度、环境温度、环境相对湿度、风速风向等环境数据。同时，为保证光伏组件衰减率测试准确，另外也建议配置AAA级模拟器，EL测试仪、绝缘耐压测试仪、湿漏电流水槽检测设备等。实证场不仅可以依据条件中的要求测试光伏组件功率衰减率，还应具备单片组件发电量、IEC 61853-1、IEC 61853-2、IEC 61215新标准NMOT等光伏组件检测能力，逆变器户外实证转换效率检测能力等。
具体从如下多个维度进行全方位验证：
多晶PERC组件的衰减实证; 单晶与准单晶发电量实证；高密度组件可靠性与发电量实证；双面增益率；整片与半片发电对比实证；5栅与9栅组件发电对比实证；透明背板双面组件与双面双玻组件可靠性与长期发电量实证；网格透明背板和全透背板发电差异实证；网格玻璃双面组件与全透双面双玻发电差异实证；单轴与固定支架对双面组件的发电增益实证。在安装方式、衰减量、发电能力、数据监测、试验周期等多个维度考量和评估，为产品开发和系统设计选型提供实证数据。
一、整体项目相关信息：
§ 项目安装地址：中国
§ 项目日期： 2013年
§ 用户单位： 某第三方实验室
§ 项目名称： ###太阳能光伏户外实证场
§ 项目环境： 戈壁
1被测组件
参考值(kWh/wp)
组件样品选择
选取的样本空间以及抽样方式是否具备代表性。光伏组件样品寄送到达试验机构后，将进行初始性能测试，以保证试验样品在寄送途中没有被损坏，并且对组件生产商提供的数据手册和标签上的数据进行验证。还要进行稳定性试验、峰值功率测试、绝缘测试、湿漏电流测试、电致发光测试、红外热成像等。
2检测设备
设备硬件要求
功率测量
发电量(E)测量
辐照度、温度测量
户外实证对测试设备硬件的要求主要要满足：
功率测量 - 能准确测量组件的初始功率，实证后功率，以便测试衰减率；
发电量(E)测量 - 能准确计量在实证状态下被测样品的发电量，以便判断衰减率的变化情况；
辐照度、温度测量 - 能准确记录实证时的外部环境，包括辐照度、温度等因素，以便对组件发电量的变化做相关分析。
辐照度等级与变化量：了解并熟悉检测场地的辐照度等级与变化量，对可能的发电量进行预测；
温度、湿度：检测场地的环境温度、湿度、组件温度、气温变化；
灰尘影响：当地的扬尘、空气中的灰尘在组件表面积聚，降雨对组件表面的清洁能力等；
3检测场地
辐照度等级与变化量
温度、温度
灰尘影响
测试装置安装
测试装置安装：测试样品的安装有可比较的规范、统一设计，避免非相关因素的影响；
户外实证试验场应按照国际标准要求建设，试验地点选择在能代表该典型气候环境的典型地区或近似于实际应用的地区。
场地应平坦空旷，样品暴露面的东、南、西方向应无仰角大于20°、北方向应无仰角大于45°的障碍物。
场地的自然环境条件应长期保持相对稳定，尽可能减少人为因素污染和感染。宜设在该地区主导风向的上方。
场地可保持当地的自然植被状态或人工植被状态，草高不宜超过200mm，不得有积水。场地周围可设有栅栏。
暴露场内应设置气象观测和大气分析仪器，长期连续地观测记录，具体监测要求见表3的气象环境数据监测，如有条件，还应定期检测以下大气腐蚀成分：降尘量；臭氧、硫氧化物、氮氧化物、氨、硫化氢等气体浓度；氯离子；降水的pH值及降水中的硫酸根和氯离子含量等。
4.测试过程
数据格式与有效性
产品参数有效性/失效判定
测试报告
5 数据分析
除此还要对被测组件在不同场地之间的测试数据可比性进行结果分析与评估。
在户外实测的过程中，组件的电性能数据以及环境数据都会被实时采集并存储。
某品牌单晶组件年度衰减量（最低年度衰减率为1.0%）
高密度组件发电能力较单玻9BB增益超过10%
在一段时间的户外实测结束后，我们将会得到这段时间的发电量数据、实时电性能数据、实时环境数据以及综合性能数据包Data-pack。当然，我们也会对被测组件进行STC功率的复测。有了这些数据，我们就可以：
1．得到组件真实的衰减率
2．结合某一特定地区的典型气候数据进行发电量仿真，并和实测数据相互印证
3．结合实时数据和Data-pack，我们可以对组件在不同条件下的表现进行深入分析。仿真数据、实测数据和分析结果都可以为买家的组件选型或者制造商的组件优化设计提供参考
4．对不同组件在同一环境、同一组件在不同环境或时间段的表现进行比较
5.户外光伏试验站一站式解决方案
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