局部阴影条件下光伏阵列输出特性仿真分析

就局部阴影条件对太阳能光伏电池阵列输出特性的影响规律与程度,建立了局部阴影条件下光伏组件、光伏阵列的数学模型,采用Matlab/Simulink模块做了不同阴影条件下的对比仿真分析。结果表明,局部阴影对光伏阵列输出特性的影响因阴影的数量、分布及光照强度的不同而有所差异。     

局部阴影遮挡下大尺寸光伏组件的输出特性研究

以太阳电池尺寸为210 mm×105 mm、电路结构为并串结构的大尺寸光伏组件为例,首先分析单片太阳电池不同阴影遮挡比例时的情况,然后分析光伏组件6种不同阴影遮挡比例和18种典型阴影遮挡位置和形状对大尺寸光伏组件输出特性的影响。结果表明：随着单片太阳电池阴影遮挡比例不断增大,二极管始终未导通,但光伏组件的最大功率逐渐降低,最后降至初始功率的2/3;阴影遮挡比例对采用并串电路结构的大尺寸光伏组件的I-V特性的影响是非线性的。对于整块光伏组件而言,阴影遮挡比例越大,光伏组件的最大功率越小;在同一阴影遮挡比例下,集中阴影遮挡对光伏组件最大功率损失的影响更大。     

局部阴影条件下光伏模组特性的建模与分析

以考虑了反向雪崩击穿的光伏电池元的双二极管电路模型为基础,建立了适用于阴影效应分析的光伏模组的数学仿真模型,分析了光伏模组在局部阴影条件下I-V和P-V特性及输出能力的变化,提出了增强光伏模组抗阴影能力的方法.     

光伏系统在局部阴影条件下避免困于局部最大功率点跟踪算法研究

光伏阵列受到局部阴影遮蔽时其P-V特性会呈现多峰特性,出现多个局部峰值。为了避免传统最大功率点跟踪算法在此情况下难以找到全局的最大功率点,文章提出了一种优化最大功率点跟踪算法,该算法适用于局部和全局阴影发生的情况。在局部阴影情况下,通过MATLAB仿真和样机试验与传统最大功率点跟踪算法相比,该优化算法能够判断阴影遮蔽情况是否发生,在局部和全局均一阴影的情况下都能够跟踪到全局最大功率点,避免光伏阵列的功率损失,提高光伏系统效率。     

基于S-V特性分析的晶硅光伏组件阴影遮障诊断

针对广泛使用的晶硅光伏组件,通过Simulink建立太阳电池双二极管精确仿真模型,对实际应用中最常见的光伏组件阴影遮挡故障进行多种工况的仿真验证。根据I-V曲线拐点、台阶、曲线下积分面积（S）下降的特征,提出一种基于S-V曲线特性的光伏组件阴影遮挡故障的在线诊断方法。该方法建立S-V曲线,根据S-V曲线分叉点位置可判断光伏组件遮挡情况,通过整体积分面积进而判断遮挡比例。对温度、辐照度进行折算,使该方法在全工况下适用。结合光伏组件功率优化器验证该诊断方法有较高的准确率,并且可准确地判断阴影遮挡面积,具有很高的实际应用价值。     

双面光伏组件I-V测试方法研究

主要研究双面光伏组件的电性能测试,通过选择6种不同的双面光伏组件,分别采用等效光强法、双面同步打光法以及公式法进行实验验证。通过实验发现:不同测试方法对同一块组件进行I-V测试的结果差异较大,但这种差异在不同类型组件测试中并不一致,所以3种测试方法并不能简单地等同。最后根据光伏组件应用场景分析,推荐使用SEMI的双面同步闪光法对双面光伏组件进行I-V测试。     

阴影遮挡下光伏组件横竖向放置对发电量的影响

为了提高阴影遮挡时光伏组件的发电量,针对横、竖向放置时光伏组件相互遮挡产生的功率损失,建立了光伏组件在阴影遮挡情况下的数学模型,考虑了光伏组件并联旁路二极管的影响,仿真模拟了阴影遮挡下横、竖向放置时光伏组件的输出特性,进而以某地100kW光伏阵列为例,计算了光伏组件在不同摆放方式、不同倾角与间距下的辐射量、年发电量、阴影损失及年平均效率,为光伏电站的初步设计提供了一定的参考价值。     

阴影遮蔽条件下光伏阵列的可重构优化配置方法

为了解决光伏阵列在局部阴影遮蔽条件下引起其输出特性发生变化,从而导致光伏发电效率降低等问题,基于光伏电池物理特性模型,利用数值模拟方法分析了阴影遮蔽条件下阴影数目、深度、分布及温度系数等因素对光伏阵列输出特性的影响。为实现光伏阵列的最大功率输出,提出了在阴影遮蔽条件下光伏阵列结构的优化配置规则,并给出了设计案例,结果证明可重构优化配置方法可以有效改善光伏阵列输出特性,提高了光伏发电系统的效率。     

便携式光伏组件I-V特性测试系统研究

基于GB/T 6495.3—1996《光伏器件第3部分:地面用光伏器件的测量原理及标准光谱辐照度数据》的相关要求,设计了便携式光伏组件I-V特性测试系统,该系统由数据采集单元、信号调理单元和软件处理单元组成,结构简单、操作方便,适用于单板光伏组件的室内外测量。实验结果表明,该系统能准确测试出I-V特性曲线,可为准确掌握光伏组件性能提供简单的测试手段。     

局部阴影遮挡的太阳电池组件输出特性实验研究

结合太阳电池双二极管与雪崩击穿效应数学模型,设计太阳电池组件遮挡实验,并对组件性能进行实际测试。分别在有、无旁通二极管两种情况下,分析比较单片太阳电池小比例(1%～10%)、大比例(10%～100%)遮挡及多片电池阴影遮挡的太阳电池组件输出的I-V及P-V特性曲线。结果表明,有、无旁通二极管情况下,组件单片电池被遮挡1%～10%,整个组件输出功率下降比例均不超过2%,同一串电池片之间可允许存在小的功率差异或表面辐照强度差异(<5%)。同组件无旁通二极管多个电池遮挡实验显示,电池出现热斑效应时会被反向击穿,实验组件击穿电压约15V,为避免热斑损害,组件中应对少于15/0.6=25片串联电池并联一个旁通二极管。     

一种阴影情况下光伏组件输出特性的计算方法

提出了一种计算阴影遮挡情况下组件输出特性的方法。该方法首先根据流经组件的电流对被遮挡电池及其所在电池串的输出特性进行分析,在此基础上对旁路二极管的伏安特性进行理论分析,进而判定旁路二极管导通状态,从而计算出光伏组件在阴影遮挡情况下的多峰特性。经试验验证,此种方法可精确地模拟复杂遮挡情况下光伏组件的输出特性,对于各种阴影遮挡情况下的峰值点的最大误差在3%以内。该方法较传统的失配情况下基于一个电池单元并联一个保护旁路二极管的计算方法更符合实际,具有较强的实用价值。     

光伏组件间阴影遮挡预测模型的建立

由于地形等原因,部分特殊区域光伏电站建成后光伏组件间往往容易产生阴影遮挡。通过利用计算几何、空间解析几何中平面与直线相交的相关理论,进行了光伏组件间在某一时刻产生阴影遮挡的研究分析,得到了一种光伏组件间阴影遮挡的预测模型,并利用光伏支架钻孔灌注桩位放样时采集的坐标数据对该预测模型进行验证。通过光伏组件间阴影遮挡预测模型可计算出经光伏组件上任意1角点的太阳光线与相邻光伏组件的位置关系,解决了光伏组件间阴影遮挡问题,从而提高光伏电站发电量。     

局部阴影下光伏阵列的建模与仿真分析

为研究局部阴影效应对光伏发电系统的影响,首先建立了光伏阵列工程数学模型,分析局部阴影条件下光伏阵列的输出特性。为了便于工程分析,该文利用PVSYST软件分析比较单晶硅、多晶硅和薄膜电池等3种不同材料光伏电池在局部阴影条件下的输出功率,为工程应用提供了良好的指导作用。最后提出了几种提高光伏阵列抗局部阴影能力的措施。     

大功率光伏电池阵列模拟器研究

为满足实验室中光伏逆变器综合性能测试的需要,提出一种新型的大功率光伏电池阵列模拟器.分析了输出的I-V特性曲线指令信号的运算方法,利用三相电压型高频PWM整流电路实现指令信号的功率放大,介绍了光伏电池阵列模拟器的控制方案.仿真结果表明该光伏电池阵列模拟器具有很好的稳态与动态性能.     

山地光伏电站光伏组件阴影遮挡技改方案的经济性分析

针对山地光伏电站光伏组件阴影遮挡问题,提出了重接线、调整光伏支架立柱高度或光伏组件安装倾角、以大换小、拆除重装4种方案,并针对每种方案进行经济性分析,给出不同新增投资下,投资回收期为5年时,需要提升的等效利用小时数。分析结果显示：当上网电价为1.0元/kWh时,在严格控制成本的情况下,老旧山地光伏电站采用重接线、调整光伏支架立柱高度或光伏组件安装倾角这两种方案可能在5年内回收成本;而对于“以大换小”方案,若容配比为1.3:1.0,单瓦静态投资从0.9元/W增至1.3元/W(扣除了光伏组件回收资金)时,年等效利用小时数需提升约235.8～369.2 h,发电量提升16.8%～26.4%,才能实现投资回收期5年的目标;拆除重建方案在经济性上基本不可行。该研究旨在为有技改需求的电站提供数据参考。     

几种减少阴影遮挡造成光伏组件失配的方法分析比较

由阴影遮挡造成的光伏阵列功事损失是光伏电站运行中较为常见的现象之一,为了有效减少阴影遮挡损耗,本文结合电站实际现场运行经验,对通过利用旁路二极管、改变组件安装方向、优化矩阵间组件接线方式等途径进行了详细阐述与分析探讨,结果证明所提出方法具有可行性,为今后光伏电站在设计与建设过程中减少阴影损耗提供了一定指导意义.     

串并联太阳能电池弧形光伏组件的发电性能研究

将弧形光伏组件安装在建筑和汽车上获取电能,已受到人们越来越多的关注。为获得更高的输出功率,有必要研究由互连太阳能电池组成的、电流不匹配的弧形光伏组件的特性。研究重点关注由串并联太阳能电池组成的弧形光伏组件的发电性能,设计了不同曲率的非平面微型光伏模块,并通过测量获取光伏模块的参数。与平面光伏模块相比,弧形光伏模块的发电量较小。此外,利用二极管模型分析了光伏模块的特性,说明并联比串联功率高的原因。最后研究了实际应用中太阳能电池的互连问题。结果表明,在理想模型下并联能获取更多电能,但大尺寸的光伏模块会产生更大电流,可能会在实际运行中产生额外损耗。因此,在实际应用中设计弧形光伏组件时也应考虑太阳能电池的互连。     

热斑晶硅光伏组件I-V曲线分析及特征模拟研究

基于大量的具有热斑缺陷的晶硅光伏组件测试结果,将热斑种类归纳为阴影遮挡型热斑和非遮挡型热斑.分析阴影遮挡型热斑组件的I-V曲线特征及原因,发现通过I-V曲线阶梯处线段的斜率k可表征热斑电池的漏电流大小,并结合组件EL测试结果分析了非遮挡型热斑产生的原因.解释影响光伏组件漏电流大小的原因,通过Simulink建立光伏组件...     

局部阴影条件下基于改进电导增量法的光伏系统最大功率跟踪方法

在局部阴影的情况下,由于串联式光伏组件的输出特性不同而产生多个极值点,使得传统的最大功率追踪（maximum power point tracking, MPPT）方法陷入局部极值点而失效。文中提出一种针对两级并网光伏系统的改进电导增量法以适应光伏阵列在局部阴影下的多峰值最大功率跟踪,通过分析最大功率点电压的变化范围,设定最大功率电压搜索范围以提高搜索效率,并通过DC/DC Boost变换器占空比实现输入电压控制,保证算法不陷入局部极值点。最后利用仿真实验验证了该算法在有、无阴影情况下均能准确地跟踪光伏方阵最大功率,有效提高了光伏阵列输出效率。     

相同参数不同形状局部阴影对光伏阵列输出特性的影响

对包括并联结构(SP)、网状结构(TCT)、桥式结构(BL)和蜂巢结构(HC)在内的4种光伏阵列结构在相同面积、不同形状类型局部阴影下的输出特性进行对比研究.结果表明:透光因子和面积相同、形状类型不同的局部阴影对4种结构光伏阵列输出特性的影响各不相同,其中TCT结构受离散型局部阴影的影响最小,而SP、BL和HC结构受竖...