PVsyst软件组件弱光性能参数的优化探讨

2024-07-11 18:17:03　　点击量：

摘要：组件弱光损失是组件在弱光条件下转换效率的降低带来发电量的损失，不同类型的组件产品由于电池片制造技术的不同其弱光性能的表现会有一定的差异，对弱光性能有重要影响的两个参数为组件串联电阻值Rs和并联电阻值Rsh。由于光伏组件的理论模型较为复杂，对其输出特性的研究一般采用仿真实验的模式，目前PVsyst仿真建模在弱光参数的设置上默认以该软件自身提供的实验数据和美国Sandia数据作为基础，但在实际建模过程中发现，使用默认的数据和预期的结果存在一定的差异，因此不能很准确地反映真实的弱光性能。在此前提下本文基于多晶组件弱光200W/m2条件下的第三方测试数据，尝试对组件PAN文件中的参数进行优化调整，使得在弱光下的发电量预测更加准确，除此，文中参考PVsyst用户手册展示了Rs和Rsh优化调整的方法。

在标准测试条件下（STC）太阳能模拟器的光强为1000W/m2，而大部分地区户外的实际辐照度都要小于这个值，一般将辐照度低于1000W/m2的光照定义为弱光。比如图1为南京地区年水平辐照强度的分布，可以看出辐照度低于200W/m2约占38.18%，在400-600 W/m2之间约占20%，600-800 W/m2约占11%，所以光伏系统全年发电量的大小就取决于组件在弱光下的发电能力，尤其对于辐照度水平较低的国家和地区。晶硅组件在弱光下主要体现在电池片的开路电压Voc的降低，进而导致电池片的效率降低，如图2 为不同并联电阻值的多晶组件在户外测试条件下Voc随辐照的变化趋势，组件并联电阻越低，Voc下降幅度越大，当并联电阻值在141Ω或220Ω左右时Voc降低不明显，即使降到50 W/m2-100W/m2一般只减少2V左右。从图2 的结果也从侧面说明了相同功率的不同组件在STC条件下的转换效率可能有很小的差异，但是由于并联电阻不同，在200W/m2下可能就有很大差别。其中Rsh是影响组件弱光性能的一个重要参数，另外还包括串联电阻值Rs和二极管理想因子，因为二极管理想因子和Rs相互关联，Rs值改变后，二极管理想因子也会随着改变，所以本文主要探讨Rsh和Rs这两个参数对组件弱光性能的影响以及优化调整的方法。

图1 南京地区年水平辐照度分布（%）（数据来源：Meteonorm6.1气象软件）

图2弱光下多晶组件的Voc随太阳辐照的变化趋势（南京地区）