户外光伏实证案例(美国Daystar户外IV测试系统)

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美国Daystar光伏客户国内实证基地分享

 

该客户上海实证基地位于上海开发区,于2016年底建成投入使用 (图1)。上海地区属于典型的亚热带季风性气候,日照充分,全年降雨量充沛 (约1200毫米),尤其是夏季温度高、湿度大。对于模拟测试组件和辅材在高湿热环境下的户外表现,有很强的代表性。

 

该客户上海实证基地采用美国 Daystar户外多通道IV测试仪,测试精度高达0.1%。该测量系统不仅可以采集I-V曲线和IV数据(Voc、Vmpp、Isc、Impp、Pmmp),还可以实时在线监测组件直流电流、直流电压和直流功率等数据。同时,该基地配备了完整的气象数据采集装置 (总辐射仪、紫外辐射仪、风速风向计、环境温湿度计、雨量计、组件温度传感器等),所有气象设备均为国外原装进口,测量精度高,数据采集准确。

 

所有测量数据 (包括发电量数据,气象数据和组件温度数据) 可以以任意设置的采集频率记录一次,并自动在线导入由数据分析专家和IT专家联合开发的数据库及数据分析系统,用户可根据需求自动生成测试报告。

 

图1:该客户中国上海实证基地位置图及在线检测设备
 

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场地设计和使用情况说明

 

该客户上海实证基地可同时分别测试36块组件的实时发电量数据,I-V曲线数据和组件温度数据。该测试系统位于该客户上海星火场地某大楼屋顶,为保证每块组件接受相同的辐照度,定制组件支架系统可确保每块组件的朝向和安装角度完全一致。同时,阴影监测数据表明,在不同季节及每天不同时间段,该楼顶基本不受遮挡物影响,可支持全天的组件发电量测试。

 

图2:该客户上海实证基地组件支架分布

 

目前,在该客户上海实证基地,我们和合作伙伴一起,正进行一系列开放式户外测试合作项目。通过精确评估各种材料,电池技术和组件技术的发电性能和户外长期耐老化性能,为光伏新材料开发和应用提供强有力的数据支撑。


 

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2个短期研究实例来说话

 

我们将为大家展示一下我们是如何利用实证基地来模拟光伏组件实际发电,以更好的理解材料在户外实际使用环境下的表现的。

 

 案例1:沿海地区防尘涂层户外实证项目

 

该客户防尘涂层主要应用于灰尘较大的沙漠地区和季节性干旱地区,可以显著提高该类地区组件的发电量以及降低组件清洗等运维成本,从而提高项目的投资回报率。

 

但是,该防尘涂层产品在高湿热地区的表现怎么样呢?由于组件发电量的评估是较为复杂的过程,受到众多因素的影响,想要量化涂层的单独贡献并不容易。为了解答困惑,我们在2018年1月至2019年2月期间,设计了一组实验,以测试对比防尘涂层组件和常规减反射涂层组件的户外发电性能。

 

经分析,一年多的测试结果表明,该客户防尘涂层组件的单瓦发电量比该客户常规减反射涂层组件的单瓦发电量略高 (约0.2%)。

 

图3:该客户防尘涂层组件和减反射涂层组件单瓦

发电量对比(2018年1月-2019年2月)

 

增益从何而来?经过对大量数据的对比分析,我们发现这个差异主要是来自于防尘涂层具有更加优异的角度效应 (IAM, Incident Angle Modifier),在清晨,傍晚及阴天的发电量更高。此外,上海地区冬季组件表面依然有少量的积灰产生,防尘组件也起到一定的防尘作用。

 

 案例2:高湿热环境背板户外实证项目

 

2019年初我们在该实证基地启动了背板户外实证项目,评估该客户背板组件和不同类型友商背板组件在高湿热环境下的性能表现。该场地位于上海的临海地区,每年的夏季雨水多,湿度大。同时,光照强度大,屋顶温度非常高。在该场地的评估结果对于我们了解材料在此类使用环境下的性能表现非常重要。

 

实际结果显示,在过去的一年半时间里,该客户B系列背板经受住了屋顶高温、高太阳辐照、高湿度的严酷考验,组件运行良好。背板无脱层、无鼓包、无黄变、无开裂、无粉化等现象发生 (如图4)。这主要是因为该客户B系列背板具有非常低的水汽透过率,优异的耐湿热性能和优异的耐紫外性能,可以有效保护组件在高湿热屋顶长期稳定运行。

 

图4:该客户背板屋顶应用一年半后外观

 

由于该项目仍在进行中,更多数据分析结果有待未来一一展示。值得一提的是,截至目前,所有的测试结果表明,该客户B系列背板表现非常理想。

 

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2020年11月12日 19:57
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