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CQC太阳能光伏产品户外实证行业标准技术要点全解析
【字体: 】  日期:19-05-17  来源:来自网络  热度:

为规范户外试验场的技术要求,保障光伏产品户外实证实验结果的一致性,中国质量认证中心(CQC)在我国6个典型气候区分别建立了实证基地,并于2017年11月立项并启动太阳能光伏产品户外实证标准综合体的制订工作。

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标准技术路径

这个标准综合体包含总则、试验场技术要求、光伏组件及原辅材料、光伏电控设备及电器附件和光伏系统等五项系列标准。标准制定计划分两个阶段执行,2017-2019年计划完成前三项标准的编制工作。现已由国家认证认可监督管理委员会于2017年11月下达标准计划,计划编号为2017RB065-2017RB067,由中国质量认证中心负责起草。

本项目小组成员近10人,相关核心成员从事光伏产品相关技术研究超过10年,并参与过国内第一个国家级光伏实证实验室建设。前三项标准核心编写成员对典型实证基地反复进行现场调研、数据分析、组内讨论等工作,预计2019年10月前完成标准报批,户外实证标准综合体技术框架如图1所示。

光伏组件户外实证核心要求

光伏组件作为光伏系统的核心产品,在户外严苛环境条件下的运行性能直接影响整个光伏系统发电收益。本标准从产品安装、性能测试、数据监测、试验周期和结果评定等多角度考虑,提出一套科学合理的户外实证实验方法,为综合评价光伏组件性能提供数据支撑。

01光伏组件户外实证总体技术要求

光伏组件户外实证试验划分为光伏组件试验区和光伏组串试验区,并设置气象环境参数以及电气参数监测装置,长期对气象环境参数、组件(组串)温度和电气参数进行实时监测和采集,数据可由大数据处理中心进行综合处理分析。

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02样品安装方式

评估光伏组件户外发电性能,一般情况下只需采集单个光伏组件直流端数据分析。但在实际情况中,由于光伏组件串联失配损失,导致单个组件发电性能并不能代表实际情况中的组串发电性能。因此,本项目选取组串式和单个组件两种安装方式来评估组件户外发电性能。

组串式:同一型号8个组件样品组成2-3kW的小型系统,串联接入并网逆变器,实时监测组串直流端数据;

组件式:同一型号2个组件样品直接接入户外电压-电流测试设备。

2.1数据监测

实证试验场应设置气象环境参数以及电气参数监测装置,长期对气象环境参数、组件(组串)温度和电气参数进行实时监测和采集。为减小光伏组件性能测试的不确定度,气象环境参数和组串电气参数的设备采样间隔一般设置为5秒。由于电流-电压测试设备受组件电流循环次数的限制,单个组件电气参数采样间隔一般设置为1分钟。

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2.2光伏组件户外实证试验周期

为减小由于季节性差异导致的光伏组件发电性能差异,光伏组件样品在户外实证试验场的试验时间建议以一年为一个周期,至少一个周期,投样季节或周期可由试验双方商定。

将中国质量认证中心所属海南琼海湿热内陆环境试验场一年的实证数据进行统计,如图4所示,监测时间段为2017.06~2018.05。月总辐照量主要分布在60~200kWh/m2,其中2017.11~2018.01为冬季,月总辐照量68kWh/m2处于全年最低水平,组件月发电量也处于全年最低水平;2017.06~2017.08为夏季,月总辐照量156kWh/m2处于全年较高水平,组件月发电量也随之较高。

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2.3光伏组件户外实证结果评定

通过对可评价光伏组件性能的主要指标进行统计分析(如图5)可知,在评价光伏组件发电性能时,光伏组件能效比(MPR)和等效发电小时数所占权重最大,发电量所占权重次之,实证转化效率和衰减率所占权重最小,作为参考指标。宜采用权重较大的光伏组件能效比(MPR)和等效发电小时数作为光伏组件发电性能的主要评价指标。

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表2为主要性能评价指标的汇总解析。同样可以看出,光伏组件能效比(MPR)和等效发电小时数可将实验数据归一化处理,使得处理结果更加具有可比性,最适合作为光伏组件发电性能的评价指标。

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在中国质量认证中心所属的海南琼海湿热内陆环境试验场内进行的为期一年的户外实证实验可对性能评价指标所占权重做出合理解释。实证时间为2017年6月到2018年5月,涉及单晶、多晶、双玻、半片等来自我国8家典型组件企业的11种类型光伏组件,每种组件以组串式接入光伏逆变器,装机容量在2.1kW到2.4kW之间。

图6为主要参数变化趋势对比情况,图中可以看出在装机容量相近的情况下,光伏组件年度能效比(MPRannual)、年等效发电小时数和组串年发电量变化趋势呈正相关;实证转化效率和衰减率的变化趋势则与组串年发电量变化趋势相关性较小。

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对于年等效发电小时数和光伏组件年度能效比(MPRannual)的具体数据变化情况,我们选取了海南琼海为期一年的户外实证实验数据进行分析,如表3。4号组件的年等效发电小时数为1339.1h,光伏组件年度能效比(MPRannual)为87.5%,在11种组件中表现最好;2号组件的年等效发电小时数为1242.4h,光伏组件年度能效比(MPRannual)为81.1%,在11种组件中表现最差。综合图6和表3的结果说明,年能效比和年等效发电小时数能够较好地体现出组件设计、安装等方面的差异,更适合作为组件户外实证试验的主要评价指标。

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因此,通过对海南琼海为期一年的户外实证数据分析计算,我们选取MPRannual值86.3%和82.8%作为评估光伏组件发电性能好坏的边界值(如图7),其中,性能最差的组件位于颜色条接近左端的位置,性能最好的组件位于颜色条接近右端的位置。

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选取年等效发电小时数1323h和1270h作为评估光伏组件发电性能好坏的边界值(如图8),其中,性能最差的组件位于颜色条接近左端的位置,性能最好的组件位于颜色条接近右端的位置。年等效发电小时数评级临界值适用于海南琼海湿热内陆环境,其他地区可参考借鉴。

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