北京群菱太陽能電池IV測試儀

太陽能電池IV測試儀

太陽能電池IV測試儀已經(jīng)成功應(yīng)用于光伏電站驗(yàn)收，光伏發(fā)電站監(jiān)造，光伏發(fā)電系統(tǒng)的年檢、光伏發(fā)電站日常維護(hù)檢測。是鑒衡認(rèn)證中心應(yīng)用于光伏電站金太陽認(rèn)證的唯一指定檢測工具，還應(yīng)用于中國質(zhì)量認(rèn)證中心、中國電力科學(xué)研究院等與多家光伏檢測簽約實(shí)驗(yàn)室。太陽能電池IV測試儀 產(chǎn)品詳細(xì)介紹如下：

一、      太陽能電池IV測試儀背景介紹

光伏電站投入運(yùn)行之前必須經(jīng)過嚴(yán)格檢測后驗(yàn)收，國家GBT 18210-2000 《晶體硅光伏（PV）方陣I-V特性的現(xiàn)場測量》給出了相應(yīng)的技術(shù)要求。在投入運(yùn)行后的20年內(nèi)，電站運(yùn)營方也要不斷對光伏電站各子陣列的I-V特性進(jìn)行測試，查找故障隱患，以便日常維護(hù)及維修。

太陽能電池IV測試儀根據(jù)其對功率的需求配備或大或小的光伏陣列，這一光伏陣列是由太陽電池組件按串聯(lián)、并聯(lián)規(guī)則組合在一起的。如果各串聯(lián)的太陽電池組件的工作特性由于離散性而導(dǎo)致不一致，在工作點(diǎn)的電流會不同，則必然會帶來效率的損失；同理，如果太陽電池組件并聯(lián)，則由于離散性，其相同工作電壓條件下的最佳效率點(diǎn)會不一致，也會出現(xiàn)效率的損失。這種由于太陽電池組件特性曲線之間失配而帶來的損失，稱為“聯(lián)結(jié)損耗"。由于“聯(lián)結(jié)損耗"的存在，使得由眾多太陽電池聯(lián)成的陣列效率總是低于單個電池的發(fā)電效率。太陽電池的I-V特性曲線本身具有很強(qiáng)的實(shí)時性，易于受環(huán)境因素的影響，對于溫度、照度的變化敏感。所以太陽電池安裝環(huán)境條件的多變性，必然會使得太陽電池在不同環(huán)境條件下的實(shí)際發(fā)電量和負(fù)載工作點(diǎn)大相徑庭。廠家提供的太陽電池組件的特征參數(shù)都是基于標(biāo)準(zhǔn)測試條件，而這些特征參數(shù)并不能反映太陽電池的實(shí)際工作情況。

由此可以看出，如果僅僅依靠廠家提供的太陽電池組件的特征參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，往往很難達(dá)到理想的設(shè)計(jì)效果。例如光伏電站，其所配用的光伏陣列容量可以通過計(jì)算得出，但事實(shí)證明許多理論計(jì)算配置的系統(tǒng)是不合理的，有時甚至是失敗的，其原因就是由于光伏系統(tǒng)中的光伏陣列存在組合效率損失，并在不同日照強(qiáng)度、環(huán)境溫度下的特性有很大差異。

所以在光伏發(fā)電站安裝、光伏發(fā)電站監(jiān)造、光伏發(fā)電站驗(yàn)收、光伏發(fā)電站年檢時，一定要使用大功率的光伏陣列I-V特性測試儀對光伏陣列進(jìn)行檢驗(yàn)檢測、核實(shí)光伏組件工作性能及安裝合理性。

二、      太陽能電池IV測試儀產(chǎn)品簡介

群菱是中國唯一生產(chǎn)大功率太陽電池方陣測試儀、逆變器孤島防護(hù)測量專用精密負(fù)載等產(chǎn)品的專業(yè)廠家，擁有雄厚的技術(shù)開發(fā)能力和良好的售后服務(wù)。

由于技術(shù)原因，光伏行業(yè)國內(nèi)目前I-V特性測試儀器都是針對單個PV電池組件的，最大測試功率通常不超過1kW，而且只能配用脈沖式光源，用來測量光伏電站在實(shí)踐中是不可行的。以10MW光伏電站為例，測量單位通常為50-100kW的匯流箱，或至少為工作電壓600VDC、功率為3kW-5kW的電池組串。因此，大功率的光伏陣列性能測量和鑒定一直是光伏行業(yè)的難題。

  光伏產(chǎn)業(yè)就光伏組件和光伏發(fā)電系統(tǒng)的檢測目前面臨以下三個技術(shù)難題：

1、光伏組件I-V特性檢測使用脈沖式太陽光模擬器或者恒定光模擬器。但是由于以下因素：

1)     其光譜與太陽光光譜有高達(dá)25%的失配度的不同；

2)     脈沖式點(diǎn)光源照射在樣品上的，因入射角度和光線距離的不同，而產(chǎn)生的照度不均勻性；

3)     光脈沖形狀和持續(xù)時間的不同；

4)     組合燈光源中各個燈之間的光性能差異；

5)     測試環(huán)境溫度；

這些因素都必然導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室的測試結(jié)果與太陽光下實(shí)際應(yīng)用情況有較大差異，也導(dǎo)致各實(shí)驗(yàn)室之間的測試結(jié)果有較大差異。

2、對于聚光型光伏發(fā)電系統(tǒng)，由于聚光器曲線和光學(xué)軸心定位的特殊要求，使得測量用入射光必須為平行光，這一要求否定了點(diǎn)光源脈沖模擬器的使用，而恒定光模擬器也因其光源尺寸很難與聚光器尺寸匹配或測試功率過大而實(shí)際不可行。

3、就光伏陣列I-V特性測量而言，由于光伏陣列功率大（≥100kW）和要求瞬間測量，因而不可能現(xiàn)場使用傳統(tǒng)的、例如程控電子負(fù)載等功率測量方法，包括使用程控電子負(fù)載等方法。而且由于光伏陣列電壓高，電流大，目前也尚無可用的I-V特性數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

PV-8150K太陽能電池IV測試儀太陽能光伏電站子陣列I-V特性測試儀可用于功率200kW以下的光伏陣列系統(tǒng)，最大測試電壓DC1000V，最大測試電流200A，是光伏電站驗(yàn)收鑒定檢測、監(jiān)造檢測、年檢、日常維護(hù)測試中是必不可少的工具，可廣泛應(yīng)用于光伏電站安裝調(diào)試及日常維護(hù)檢測、光伏電站鑒定和驗(yàn)收，高校、科研院所和光伏實(shí)驗(yàn)室等。PV-8150K太陽能電池IV測試儀也可用于建筑物光伏發(fā)電系統(tǒng)等大功率獨(dú)立光伏系統(tǒng)的I-V特性測試。

PV-8150K太陽能電池IV測試儀研制成功將徹底解決光伏電站大功率太陽能光伏系統(tǒng)輸出特性的檢測難題，同時填補(bǔ)國內(nèi)大功率光伏發(fā)電陣列鑒定檢測儀器的空白。

三、      太陽能電池IV測試儀技術(shù)參數(shù)

1.      電壓測量范圍：10～1000V；

2.      電流測量范圍：0.3～200A；

3.      日照測量范圍：0～4000 W/M2；(可選項(xiàng))

4.      環(huán)境溫度測量范圍：-55℃～125℃；

5.      電壓測量精度：≤±1V；

6.      電流測量精度：≤±0.1A；

7.      光強(qiáng)不均勻度：≤±2％；

8.      溫度測量精度：≤±1℃；

9.      表讀數(shù)分辨率1W，熱電堆傳感器誤差≤2%，儀表誤差≤2％，美國NIST校準(zhǔn)；

10.   環(huán)境溫度監(jiān)測儀：－40℃～＋100℃，±1℃;

11.   測試時間：≤15S；（短時測量，充電時間與波形有關(guān)）

12.   放電時間：30s；

13.   測試功率：5kW-200kW；

14.   輻照度靈敏度：7～14μV/W/㎡；（可選項(xiàng)）

15.   工作電源：內(nèi)置電池，為儀表供電；

16.   測試記錄：測試器內(nèi)部可存儲記錄1000個測量數(shù)據(jù)，分組命名或編號；可記錄測試日期和時間；

17.   IP  等級：IEC60529-IP65；

18.   絕緣電阻：≥4MΩ；

19.   耐電強(qiáng)度：介質(zhì)耐壓：3000VDC(面板可觸及金屬件與輸入端之間)

3000VDC(面板可觸及金屬件與220V充電輸入端之間)

20.   數(shù)據(jù)輸出顯示：觸摸屏；

21.   重    量：10kG。

四、      太陽能電池IV測試儀工作原理

PV-8150K太陽能電池IV測試儀主機(jī)內(nèi)置有滿足大功率、高電壓、時間常數(shù)τ精確計(jì)算的充放電的專用電容器，動態(tài)電容充電現(xiàn)場測試方法是根據(jù)電容的特性，將內(nèi)置電容器當(dāng)成光伏陣列的可變負(fù)載，通過對光伏陣列給電容充電整個過程進(jìn)行電流和電壓采樣，來測試并用專用軟件將數(shù)據(jù)處理成光伏陣列的伏安特性曲線。太陽能電池IV測試儀測量工作原理如下圖所示。

電容充放電法測量光伏陣列伏安特性的工作原理圖

對應(yīng)上圖，整個測量過程描述如下：首先采樣控制電路發(fā)開關(guān)S2控制信號去使開關(guān)S2閉合，通過功率電阻R把電容上殘余的電量消耗掉，使電容保持零初時狀態(tài)。然后，采樣控制電路發(fā)開關(guān)S2控制信號去使開關(guān)S2斷開，發(fā)開關(guān)S1控制信號去使開關(guān)S1閉合，同時控制電壓、電流采樣電路按合適的采樣速度對電容充電整個過程的電壓、電流進(jìn)行采樣。Sl剛閉合時流過電容C的充電電流就是光伏陣列的短路電流I，當(dāng)流過電容C的充電電流為零時，表示電容充電過程結(jié)束，此時采樣的電壓就是光伏陣列的開路電壓V。這種方法只要選取適當(dāng)?shù)碾娙荨㈤_關(guān)管(容量足夠大)，理論上可以測量任意光伏陣列的特性。

群菱公司根據(jù)IEC62446推薦的試驗(yàn)建議，專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)的PV-8150K太陽能電池IV測試儀是采用電容充放電檢測方式，具備測試速度快、精度高、光伏陣列的特性可以直接以曲線的形式顯示出來、測試結(jié)果直觀等特點(diǎn)。

PV-8150K產(chǎn)品根據(jù)電容充放電試驗(yàn)方法所制作的檢測系統(tǒng)需要有復(fù)雜的自動化控制電路，復(fù)雜的工藝結(jié)構(gòu)，對采樣速度、元器件精度以及數(shù)據(jù)處理器的同步采集速度要求非常高，群菱公司克服了各種技術(shù)困難，成功研制出適用于光伏電站現(xiàn)場專用的大功率便攜式光伏方陣I-V特性分析測試儀器。

五、      太陽能電池IV測試儀主要功能

1.      PV-8150K太陽能電池IV測試儀通過直接測量光伏電站的短路電流和開路電壓，而不是通過測量I-V特性得出短路電流和開路電壓。可隨著太陽輻照強(qiáng)度的變化實(shí)時監(jiān)測、顯示對應(yīng)的短路電流和開路電壓；

2.      PV-8150K檢測的數(shù)據(jù)由CPU處理為I-V曲線后通過液晶屏顯示，可以實(shí)時觀察I-V特性曲線形成的過程并通過波形畸變分析被測系統(tǒng)特性是否有失配或故障；

3.      PV-8150K太陽能電池IV測試儀采用國際標(biāo)準(zhǔn)IEC62446推薦的“電容充電測試原理”，能客觀檢測I-V曲線及短路電流，開路電壓，最大功率，填充系數(shù)以及最大功率下的電流和最大功率下的電壓數(shù)據(jù)，能客觀地給出光伏系統(tǒng)真實(shí)的I-V特性曲線，特別是最大輸出功率點(diǎn)Pm以及此功率點(diǎn)下的電壓及電流值。結(jié)合長期測試積累的經(jīng)驗(yàn)，來分析被測光伏陣列矩陣中存在的問題，如熱斑、接觸不好、個別組串損壞等；

4.      PV-8150K太陽能電池IV測試儀系統(tǒng)不需要任何外部供電，非常適合于光伏電站的現(xiàn)場測試；

5.      依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)可進(jìn)行I-V特性測量測試，具體測量結(jié)果如下：

6.      開路電壓Voc；

7.      短路電流Isc；；

8.      太陽能電池IV測試儀最大輸出功率Pma；

9.      最大輸出功率下的電壓Vpm；

10.   填充因子FF；

11.   太陽光輻照度0～4000 W/m2；

12.   環(huán)境溫度T；

13.   PV-8150K太陽能電池IV測試儀系列測量軟件功能強(qiáng)大，可實(shí)現(xiàn)自動測量，數(shù)據(jù)分類管理。軟件功能可按使用要求升級和擴(kuò)展；

14.   PV-8150K的部分型號，可以按用戶要求，配備遠(yuǎn)程脫機(jī)輻照度、溫度監(jiān)控傳感器，可以方便用于建筑一體化光伏發(fā)電系統(tǒng)的測量和標(biāo)準(zhǔn)條件的推算。

六、      太陽能電池IV測試儀外觀圖片

圖片僅供參考，產(chǎn)品技術(shù)升級中，有所改動，請以實(shí)物為準(zhǔn)。

七、      太陽能電池IV測試儀標(biāo)準(zhǔn)配置

八、      太陽能電池IV測試儀行業(yè)用戶

1.     鑒衡認(rèn)證中心---多次采購，用于光伏發(fā)電站金太陽認(rèn)證驗(yàn)收

2.     TUV萊茵（北京）實(shí)驗(yàn)室

3.     天祥質(zhì)量技術(shù)服務(wù)有限公司

4.     許昌開普電氣檢測研究院

5.     浙江方圓檢測集團(tuán)

6.     中國電力科學(xué)研究院

7.     華北電力科學(xué)研究院

8.     內(nèi)蒙古電力科學(xué)研究院

9.     新疆電力科學(xué)研究院

10.  常州華陽光伏檢測技術(shù)有限公司

11.  寧夏發(fā)電集團(tuán)

12.  陜西光伏產(chǎn)業(yè)有限公司