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光伏組件灰塵遮蔽率的兩種計算方法和差異分析

? ? ? 上一篇《輻照儀不準,電站運維對標有困難,囧么辦?》講到了標準組件,今天繼續(xù)來和大家說說灰塵遮蔽率的兩種計算方法,這里說的遮蔽率不是上一篇說的灰塵遮蔽損失率,計算方法不同。
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? ? ?根據(jù)對IEC規(guī)范IEC61724-1光伏系統(tǒng)性能評價7.3.4條款的解讀,光伏組件因表面積灰引起的瞬時灰塵遮蔽率可以用實測短路電流或最大功率來計算。
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? ? ?在測試需要準備兩塊條件一致的標準組件或標準電池,所謂條件一致是指組件或電池單元的安裝傾角、朝向、安裝高度、組件類型一致,并保證相同的角度損失(IAM損失)、光譜失配損失。
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? ? ?在其中一塊組件保持自然積灰,另一塊組件保持潔凈,可通過人工清洗或自動清洗方法達到要求。兩塊組件的位置盡量緊挨,減少其他因素的干擾。
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光伏組件灰塵遮蔽率的兩種計算方法和差異分析

圖1 標準電池或標準組件現(xiàn)場實景圖
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? ? ?當測試標準組件搭建以后,主要測試的項目為兩塊標準組件背面溫度、組件的短路電流或最大功率。
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一、瞬時遮蔽率的計算
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??? 有效輻照度的計算:
? ? ?當光伏場區(qū)無輻照儀器或數(shù)據(jù)不準。在某輻照度下,使用潔凈標準組件的實測短路電流值、STC短路電流值、背板溫度可以計算得到有效的輻照度G

光伏組件灰塵遮蔽率的兩種計算方法和差異分析

? ? ?公式中分子為實測短路電流值通過組件的短路電流溫度系數(shù)、實測背面溫度進行修正。分母為STC下的短路電流。G0為標準光強1000W/m2,由此可知,光伏組件的短路電流被認為是與輻照度的大小成線性關系。
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??? ?積灰標準組件在無灰塵遮蔽的情況下的理論短路電流:
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? ? ?積灰組件的STC短路電流根據(jù)計算的輻照度G和實測背板溫度Tsoiled進行修正,可得到在實際工況下的理論短路電流,如公式中分母。分子是積灰組件的實測短路電流。

光伏組件灰塵遮蔽率的兩種計算方法和差異分析

??? 計算瞬時積灰遮蔽率:
? ? ?兩者的比值為瞬時遮蔽率(SR,SoilRate)。同理也可以用最大功率來計算。SRisc或SRpmax值越小,說明積灰越嚴重。
SL表示瞬時積灰損失,SL=1 – SR
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光伏組件灰塵遮蔽率的兩種計算方法和差異分析

二、遮蔽率的趨勢

光伏組件灰塵遮蔽率的兩種計算方法和差異分析

圖2 某光伏電站灰塵遮蔽趨勢
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? ? ?從2016年1月15日至2017年1月15日,SR呈現(xiàn)線性下降,平均每周的積灰率達到1%左右。隨后一場雨過后(降雨量約20mm),光伏組件表面恢復潔凈狀態(tài),SR陡增至1。
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上述兩種計算公式的差異:
????光伏組件表面灰塵積灰的程度一致:可使用電流或功率法。
???光伏組件表面灰塵積灰的程度不同:使用電流法計算存在問題。
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光伏組件灰塵遮蔽率的兩種計算方法和差異分析

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圖3 ?左:積灰程度一致(灰塵均勻分布)右:組件下邊緣比其他部分積灰嚴重
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? ? ?如下圖所示為組件的電壓與電流的曲線圖,左邊第一張圖表示積灰均勻的情形下,組件的I-V曲線形狀一致,特別是短路電流隨著輻照度的下降而下降。
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? ? ?而右邊這張圖表示積灰不均勻的情形下,組件表面電池片所接收的輻照度不一致,造成了馬鞍形曲線,形成了兩個最大功率點(全局,局部),而各馬鞍曲線的短路電流變化較小,最大功率點發(fā)生變化。因此,使用電流法,遮蔽率的計算可能會出現(xiàn)問題,這種情況下只能使用功率法計算。
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光伏組件灰塵遮蔽率的兩種計算方法和差異分析

圖4 積灰程度不同對I-V曲線的影響
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