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双面光伏组件失配原因及解决方案

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王凤皋

摘?要：光伏组件将光能转换成电能，是光伏发电系统的核心部件，发电性能直接影响到系统发电量。但客观存在的组件失配，降低了系统发电输出，影响了项目整体收益。“组件失配”一般伴随项目的全周期，其原因是多方面、多层次的。文章从研究光伏组件失配产生的原因出发，深入剖析了“内部电性能”与“外部环境”两方面的影响，给出降低组件失配的方案。

关键词：双面组件;失配;电性能;外部环境

：TM914????文献标志码：A????：2095-2945（2020）19-0139-02

Abstract：Photovoltaicmodulesconvertsolarenergyintoelectricalenergy，whichisthecorecomponentofphotovoltaicpowergenerationsystem，andthepowergenerationperformancedirectlyaffectsthepowergenerationofthesystem.However，theobjectivemismatchofcomponentsreducesthepowergenerationoutputofthesystemandaffectstheoverallincomeoftheproject.Componentmismatchisgenerallyaccompaniedbythefullcycleoftheproject，andthereasonsaremultifacetedandmulti-level.Basedonthestudyofthecausesofphotovoltaicmodulemismatch，thispaperdeeplyanalyzestheinfluenceofinternalelectricalperformanceandexternalenvironment，andgivesaschemetoreducethemodulemismatch.

Keywords：double-sidedcomponents;mismatch;electricalperformance;externalenvironment

在光伏系统中，一个阵列、同一时间不同组件发电性能（电流、电压、输出功率）的不一致，就是组件的失配。组件的失配，短期内会影响系统发电量。业内研究证明，一般的组件失配，会降低3%-6%的系统效率;长期的失配会加剧组件热斑现象，造成封装脱层、玻璃破裂，降低使用寿命，甚至造成系统丧失发电性能、火灾等严重事件。

与传统单面组件相比，双面电池组件增加了“背面”发电，项目系统发电量更高，越发受到用户青睐，其市场占有率逐年提高。随着技术的发展，双面组件背面效率得到了极大的提升，组件整体发电量提升的同时，背面因素造成的组件失配也逐渐引起行业重视。双面组件正反两面既有共用“线路”、“封装”材料的一致性，又有温度、采光条件等客观条件的相互影响，失配现象也更为复杂。

1失配原因分析

双面组件的失配[1]有两方面原因，一是组件自身内部电性能存在的差异，包括发电单元（电池）的性能、串并联线路损失、封装材料影响等;二是组件安装环境的区别，包括阴影遮挡、气候、安装高度、地面反射等。研究其失配现象，既要参照安装的初始状态，又要关注产品生命周期内的动态变化。

1.1内部性能失配

内部性能失配损失的根本原因是发电单元的“性能差异性”。可以具体到一个组串、一块组件、一片电池甚至电池的某一个微型区域。具体分析如下：

1.1.1材料和工艺造成的性能差异

双面电池的生产和组件的封装，均要经过复杂的工艺过程。从原材料到电池的生产成型，其材料均匀度、制造工艺不可避免的造成电池电性能的差异。双面组件的生产是结合多种材料组合、经历多环节产业链的一个过程。多材料、多环节的差异性累加，不可避免的造成最终产品的性能差异。

1.1.2背面差异性

双面电池的正面沿袭了传统单面电池的工艺，性能差异性逐渐缩小，离散率趋于集中。而背面技术处于起步阶段，成熟度远不及正面，性能离散率相对发散，目前解决背面差异，改进技术需要一个过程。

1.2外部环境失配

光照条件、气候等外在环境，对组件施加外在因素的影响，造成因外部环境产生的组件失配。

1.2.1光照条件

光照条件是影响组件发电最直接的外部因素。受传统设计观念的影响，双面组件在设计时，着重考虑了组件正面