本發(fā)明涉及光伏組件測(cè)試技術(shù)，尤其涉及一種光伏組件溫度系數(shù)獲取方法。

背景技術(shù)：

光伏發(fā)電系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中，其發(fā)電性能受自然環(huán)境條件的影響較大，系統(tǒng)主要部件光伏電池組件工作溫度是影響光伏發(fā)電的重要因素之一。光伏電池的開路電壓隨工作溫度的升高而降低，短路電流隨工作溫度的升高而升高，總體來說，功率隨工作溫度的升高而降低。Voc開路電壓，Isc短路電流，Pmax最大功率與組件溫度之間的關(guān)系，即為光伏組件的溫度系數(shù)。因此實(shí)驗(yàn)室開展評(píng)定光伏組件溫度系數(shù)的項(xiàng)目至關(guān)重要。

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)IEC61215：2005《地面用晶體硅光伏組件-設(shè)計(jì)鑒定和定型》中規(guī)定，光伏組件的溫度系數(shù)有兩種方法：自然光測(cè)試法和太陽(yáng)模擬器測(cè)試法。具體來說：

自然光測(cè)試法：難度很大，對(duì)環(huán)境要求非?？量?，鮮有人用。

太陽(yáng)模擬器測(cè)試法：業(yè)內(nèi)通常采用環(huán)境箱、加熱燈、金屬板、水槽等外界條件對(duì)光伏組件進(jìn)行溫度控制，達(dá)到對(duì)應(yīng)的溫度點(diǎn)后使用光伏模擬器采集組件的I-V特性曲線。但這種方法往往有以下缺點(diǎn)：對(duì)溫度的控制局限于組件最外面的背板封裝材料，透過電池外表面還有EVA、焊帶等其他封裝材料，與電池的實(shí)際溫度存在差異；外界加熱條件相對(duì)復(fù)雜，測(cè)試組件時(shí)最少需要監(jiān)控6個(gè)點(diǎn)的溫度，對(duì)組件升溫要求時(shí)間長(zhǎng)且有很高的精度；搬運(yùn)過程中溫度有所改變；還有少部分實(shí)驗(yàn)室采用了太陽(yáng)模擬器與測(cè)試組件一起放在環(huán)境箱，通過環(huán)境箱進(jìn)行溫度控制，耗費(fèi)相當(dāng)大的成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種光伏組件溫度系數(shù)獲取方法，其可改善現(xiàn)有技術(shù)中溫度系數(shù)獲取過程復(fù)雜且精確度不高的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用一種光伏組件溫度系數(shù)獲取方法，包括：

采用直流電源對(duì)光伏組件通電，并設(shè)定光伏組件的指定溫度值；

檢測(cè)光伏組件的實(shí)際溫度，當(dāng)達(dá)到指定溫度時(shí)直流電源停止通電；

獲取光伏組件當(dāng)前的實(shí)際溫度值及電性能數(shù)據(jù)；

分析光伏組件的實(shí)際溫度值與電性能數(shù)據(jù)的關(guān)系，得到光伏組件的溫度系數(shù)。

作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，采用直流電源對(duì)光伏組件通電，包括：在光伏組件的正、負(fù)引出端之間連接一直流電源，使得光伏組件在通入電流的作用下升溫。

作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，設(shè)定光伏組件的指定溫度值，包括：在預(yù)設(shè)的溫度范圍內(nèi)設(shè)置多個(gè)逐漸遞增的溫度值作為指定溫度值，且相鄰兩個(gè)指定溫度值之間的溫差為2-4℃。

作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，設(shè)定光伏組件的指定溫度值，包括：在預(yù)設(shè)的溫度范圍內(nèi)設(shè)置多個(gè)逐漸遞增的溫度值作為指定溫度值。

作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，檢測(cè)光伏組件的實(shí)際溫度，包括：在光伏組件表面布置溫度采集器并實(shí)時(shí)獲取光伏組件的溫度數(shù)據(jù)。

作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，在光伏組件表面布置溫度采集器，包括：將溫度傳感器設(shè)于所述光伏組件的上表面，且位于光伏電池片的上方。

作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，實(shí)時(shí)獲取光伏組件的溫度數(shù)據(jù)，包括：利用溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光伏組件至少4個(gè)位置處的溫度數(shù)據(jù)；計(jì)算出溫度數(shù)據(jù)的平均值，并以此平均值作為光伏組件當(dāng)前的實(shí)際溫度值。

作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，當(dāng)達(dá)到指定溫度時(shí)直流電源停止通電，包括：當(dāng)所述光伏組件的實(shí)際溫度值與指定溫度值的溫差穩(wěn)定在0.5℃以內(nèi)時(shí)， 關(guān)閉所述直流電源。

作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，獲取光伏組件的電性能數(shù)據(jù)，包括：利用太陽(yáng)模擬器獲取光伏組件的開路電壓、短路電流及輸出功率。

作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，分析光伏組件的實(shí)際溫度值與電性能數(shù)據(jù)的關(guān)系，包括：繪制電性能數(shù)據(jù)與實(shí)際溫度值的函數(shù)關(guān)系圖，利用最小二乘法計(jì)算得到開路電壓溫度系數(shù)、短路電流溫度系數(shù)及輸出功率溫度系數(shù)。

本發(fā)明通過給光伏組件通電使其升溫，并根據(jù)光伏組件的溫度與對(duì)應(yīng)的電性能數(shù)據(jù)的函數(shù)關(guān)系計(jì)算得到光伏組件的溫度系數(shù)，整個(gè)過程操作簡(jiǎn)便且精確度較高，能有效提高生產(chǎn)效率，具有極佳的實(shí)用價(jià)值。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對(duì)本申請(qǐng)的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本申請(qǐng)的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本申請(qǐng)，并不構(gòu)成對(duì)本申請(qǐng)的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的光伏組件溫度系數(shù)獲取方法的流程圖。

圖2為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的光伏組件溫度系數(shù)獲取方法的操作示意圖。

圖3為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的光伏組件溫度系數(shù)獲取方法中開路電壓和光伏組件實(shí)際溫度之間的函數(shù)關(guān)系圖。

具體實(shí)施方式

為使本申請(qǐng)的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本申請(qǐng)具體實(shí)施例及相應(yīng)的附圖對(duì)本申請(qǐng)技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾?qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。

圖1所示，本發(fā)明提供一種光伏組件溫度系數(shù)獲取方法，其包括：

S101：采用直流電源對(duì)光伏組件通電，并設(shè)定光伏組件的指定溫度值；

S102：檢測(cè)光伏組件的實(shí)際溫度，當(dāng)達(dá)到指定溫度時(shí)直流電源停止通電；

S103：獲取光伏組件當(dāng)前的實(shí)際溫度值及電性能數(shù)據(jù)；

S104：分析光伏組件的實(shí)際溫度值與電性能數(shù)據(jù)的關(guān)系，得到光伏組件的溫度系數(shù)。

在本申請(qǐng)較佳實(shí)施例中，采用直流電源對(duì)光伏組件通電，包括在光伏組件的正、負(fù)引出端之間連接一直流電源，用于對(duì)光伏組件通入正向激發(fā)電流，使得光伏組件在通入電流的作用下升溫。所述直流電源主要用于使光伏組件內(nèi)的光伏電池升溫，其中原理在于：接入直流電源后，光伏電池處于激發(fā)狀態(tài)，不斷的有分子運(yùn)動(dòng)，使得溫度升高，具體來說，對(duì)光伏電池外加正向電流后，會(huì)向光伏電池中注入大量非平衡載流子，電池依靠從擴(kuò)散區(qū)注入的載流子不斷復(fù)合發(fā)出光子，通過分子運(yùn)動(dòng)代替外部條件的加熱。

其中，所述直流電源的規(guī)格可以是10A-20A，本申請(qǐng)優(yōu)選為15A，所述光伏電池的溫度隨著通入電流的大小而升降，在通電的狀態(tài)下，光伏組件的溫度將逐漸攀升，并向指定溫度值靠近。其中，設(shè)定光伏組件的指定溫度值，包括：在預(yù)設(shè)的溫度范圍內(nèi)設(shè)置多個(gè)逐漸遞增的溫度值作為指定溫度值，在較佳實(shí)施例中，預(yù)設(shè)的溫度范圍為25℃至45℃區(qū)間，因此，所述指定溫度值包含25℃至45℃之間的多個(gè)呈逐漸遞增的溫度值，且相鄰兩個(gè)指定溫度值之間的溫差為2-4℃。

在本申請(qǐng)較佳實(shí)施例中，檢測(cè)光伏組件的實(shí)際溫度，包括：在光伏組件表面布置溫度采集器并實(shí)時(shí)獲取光伏組件的溫度數(shù)據(jù)。所述溫度采集器位于所述光伏組件的上表面，且與光伏組件內(nèi)的光伏電池片對(duì)應(yīng)設(shè)置，使得溫度采集器位于光伏電池片上方。

在實(shí)際檢測(cè)過程中，為了更合理、更精準(zhǔn)的得到光伏組件的溫度值，本申請(qǐng)優(yōu)選采用多個(gè)溫度采集器，其均勻分布于光伏組件上表面的不同區(qū)域中(至少4個(gè)位置處)，如圖2所示，用于獲取光伏組件不同位置處的溫度數(shù)據(jù)，由 于不同位置處存在溫度差異，因此，取平均溫度值作為光伏組件的當(dāng)前溫度數(shù)據(jù)，這樣誤差更小、測(cè)試結(jié)果更科學(xué)精準(zhǔn)。所述溫度采集器可以是溫度傳感器。

另外，達(dá)到指定溫度，是指：光伏電池片的實(shí)際溫度與指定溫度值的溫差穩(wěn)定在0.5℃以內(nèi)，即視為光伏電池溫度達(dá)到指定溫度。

在本申請(qǐng)較佳實(shí)施例中，獲取光伏組件的實(shí)際溫度值，主要包括：記錄所述溫度傳感器所獲取的光伏組件的實(shí)際溫度值。獲取光伏組件的電性能數(shù)據(jù)，主要包括：利用太陽(yáng)模擬器獲取光伏組件的開路電壓、短路電流及輸出功率。

在本申請(qǐng)較佳實(shí)施例中，分析光伏組件的實(shí)際溫度值與電性能數(shù)據(jù)的關(guān)系，包括：繪制電性能數(shù)據(jù)與實(shí)際溫度值的函數(shù)關(guān)系圖，利用最小二乘法計(jì)算得到開路電壓溫度系數(shù)、短路電流溫度系數(shù)及輸出功率溫度系數(shù)。

以下為本申請(qǐng)光伏組件溫度系數(shù)的獲取方法的具體實(shí)施例：

首先，接通15A的直流電源，給光伏組件通電，光伏組件在通電的狀態(tài)下逐漸升溫，并依次達(dá)到不同的指定溫度值；

然后，當(dāng)溫度傳感器檢測(cè)到光伏組件的溫度達(dá)到某一指定溫度時(shí)，停止通電。此時(shí)，利用太陽(yáng)模擬器獲取當(dāng)前指定溫度下的電性能數(shù)據(jù)，主要包括開路電壓、短路電流及輸出功率等數(shù)據(jù)。每達(dá)到一個(gè)指定溫度，就利用太陽(yáng)模擬器獲取一次當(dāng)前溫度下的電性能數(shù)據(jù)。

在本實(shí)施例中，所述指定溫度主要覆蓋于25℃至45℃之間，依次獲得光伏組件在各個(gè)指定溫度下的電性能數(shù)據(jù)，且為了得到更加精準(zhǔn)的測(cè)試結(jié)果，本實(shí)施例中的各個(gè)指定溫度之間的溫差保持在2-3℃，逐一遞增，具體如下表所列：

最后，根據(jù)上述記錄的各個(gè)指定溫度下的光伏組件的電性能參數(shù)，計(jì)算獲得光伏電池的溫度與電性能參數(shù)的線性函數(shù)關(guān)系，從而得到線性函數(shù)的斜率，即溫度系數(shù)。

以開路電壓和電池溫度的關(guān)系為例進(jìn)行說明，根據(jù)上表所列的實(shí)測(cè)電池溫度與開路電壓的數(shù)據(jù)，計(jì)算出兩者間的關(guān)系函數(shù)，若設(shè)實(shí)測(cè)電池溫度為X，其所對(duì)應(yīng)的開路電壓為Y，則兩者間的函數(shù)圖如圖3所示，Y＝-0.1282X+40.605，根據(jù)此函數(shù)關(guān)系式，即可計(jì)算出任意溫度下的開路電壓值?？梢姡摵瘮?shù)對(duì)應(yīng)的直線斜率為-0.1282，該斜率為絕對(duì)溫度系數(shù)；若想獲得相對(duì)溫度系數(shù)，則只需將絕對(duì)溫度系數(shù)除以25℃時(shí)的短路電流IscStd、開路電壓VocStd和輸出功率Pmax，即可得到以百分?jǐn)?shù)表示的相對(duì)溫度系數(shù)。

當(dāng)然，對(duì)于短路電流、輸出功率來說，其隨著電池溫度的變化也會(huì)呈現(xiàn)出不同的變化，短路電流與電池溫度的函數(shù)關(guān)系式以及輸出功率與電池溫度的函數(shù)關(guān)系式，同樣也可根據(jù)上表所列數(shù)據(jù)而得到，在此不再贅述。可見，溫度系數(shù)是一個(gè)相對(duì)值，其相對(duì)于開路電壓VocStd、短路電流IscStd及輸出功率Pmax來說表現(xiàn)出不同的斜率的線性函數(shù)關(guān)系。

值得一提的是，所述線性函數(shù)圖的繪制時(shí)，需建造最小二乘法擬合曲線，使曲線穿過每一組數(shù)據(jù)；從最小二乘法擬合的電流、電壓和功率的直線斜率計(jì)算短路電流溫度系數(shù)、開路電壓溫度系數(shù)及輸出功率溫度系數(shù)。從上述數(shù)據(jù)可知，當(dāng)電池溫度升高時(shí)，所述短路電流將升高、輸出功率將降低，因此，短路電流的溫度系數(shù)(即線性函數(shù)的斜率)為正值，而輸出功率的溫度系數(shù)為負(fù)值。

綜上所述，本發(fā)明通過給光伏組件通電使其升溫，并根據(jù)光伏組件的溫度與對(duì)應(yīng)的電性能數(shù)據(jù)的函數(shù)關(guān)系計(jì)算得到光伏組件的溫度系數(shù)，整個(gè)過程操作簡(jiǎn)便且精確度較高，能有效提高生產(chǎn)效率，具有極佳的實(shí)用價(jià)值。

以上所述，僅是本發(fā)明的最佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的 限制，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，利用上述揭示的方法內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，均屬于權(quán)利要求書保護(hù)的范圍。