简易测光伏组件的I-V特性.doc

2008-3-8 简易测光伏组件的I-V特性 深圳市知育光电科技有限公司 刘晓波 摘要 用一个万用表在太阳光下简易测太阳光伏组件的I-V特性并推算出该组件瓦数的方法。 前言 为了简易而快捷的评估出太阳光伏组件最大可能的输出功率，本文采用了“确定组件的最大极限功率”法；“极限功率”是去掉串联电阻影响的组件I-V特性。。 确定组件的最大极限功率所用的工具 数字万用表一块； 1.2 标准电池； 2．方法和步骤 确定组件的Isc (STC)： 用数字万用表在晴天阳光下测标准电池的短路电流，通过它的标定值算出当时的太阳辐照度，即可确定组件的Isc (STC)； 测组件的电压 V*： 把标准电池（测辐照度用）和被测组件固定在同一测试平面上，在晴天的阳光下，通过改变该平面倾角选组件的短路电流Isc*，使得 Isc（STC）— Isc*== Im ——（1） ; 其中Im 是组件供应商提供的组件最大功率点的最佳负载电流， 然后在此辐照度下测组件的开路电压 V*； 3． 比较和估算： 组件供应商提供的组件最大功率点的最佳负载电压Vm: 则 Vm V* ——（2） 如果测出的V* Vm ，则说明组件供应商提供的组件额定功率高出最大可能的功率值Pm*: Pm*==V*×Im---------（3） 测出的组件V* 与组件和环境温度有关，测试时尽可能让组件保持在25°C左右； 如果测出的极限功率大于厂家给出的功率，这是正常的；但如果大的很多，说明厂家的太阳电池和组件组装的工艺有问题。但如果测出的极限功率小于厂家给出的功率，则厂家给出的功率不可信。 4．实例：确定组件的极限I—V 曲线 4.1. 测太阳电池组件的“结I-V曲线” 在连续变化的各祌太阳光辐照度下，测太阳电池（组件）的短路电流（I）和开路电压（V）后求出它的关系曲线；方法是，把被测的某个电池面对太阳光照测电池的I和V，然后改变电池与太阳光线夹角θ，每变化一次θ，测一次太阳电池的I和V，举例如下 （注）： 测I和V Θ* 90 85 83 80 77 73 70 65 55 I(mA) 130 115 99 78 72 55 51 47 38 V (V) 26.0 25.0 24.6 24.0 23.4 22.8 22.5 22.3 22.1 Θ* 46 40 34 30 28 20 14 10 I(mA) 28 24 17 14 9 6 2 1 V (V) 21.0 20.9 20.2 20,1 19.6 18.0 15.0 11.0 Θ*：表中的数据只表明角度变化的次序（由大到小），具体数据还要根据电流I和电压V各自变化的间隔，要尽量相接近而定。 130mA和26V分别为太阳电池在“电池面对太阳光测电池的I和V”时，太阳光最大辐照度下的短路电流ISC和开路电压VOC 4.2 计算太阳电池在结电压VJ等于负载电压VR状态下，负载电流IR和负载电压VR ： IR=ISC-IJ， VR=V=VJ IR(mA) 0 15 31 52 58 75 79 83 92 VR (V) 26.0 25.0 24.6 24.0 23.4 22.8 22.5 22.3 22.1 IR(mA) 102 106 113 116 121 124 128 129 130 VR (V) 21.0 20.9 20.2 20,1 19.6 18.0 15.0 11.0 0 4.3．做图 图中，横轴 VR (V) ， 纵轴 IR (mA) 从图中求出最大功率点PM，VM，IM 然后求效率 (=PM/太阳光辐照度(电池面积 和曲线因子 FF= PM/VOC(ISC （注）：测试举例用的是有色院(30(30cm)a-Si太阳电池组件 4.4. 确定负载的I-V曲线 先确定太阳电池（组件）的固定负载电阻阻值R**，然后在一定的太阳光辐照度下测电池组件的短路电流ISC并同时测R上的电压降VR和通过负载R的电流IR ；则在该太阳光辐照度下通过太阳电池组件内部的电流IJ： IJ=ISC—IR 改变太阳电池组件与太阳光线夹角θ，让组件的短路电流等于IJ=ISC—IR并测该太阳光辐照度下太阳电池组件的开路电压，即结电压VJ，则太阳电池组件内部的串联电阻RS： RS=（VJ—VR）/ IR 或 VR= VJ—RS ×IR 假设 RS = 10 Ω 则太阳电池组件确定负载I-V曲线和P-V曲线: IR(mA)