发布时间：2024-12-29 08:40:15 人气：
单晶双面发电和单面发电的区别？
目前，光伏技术已经从最初的理念研究迈入了蓬勃发展的产业化阶段，光伏产业已成为我国可参与国际竞争并取得领先优势的产业之一，并且金融市场对光伏电站的投资热度也在日益增加[1-3]。然而，作为光伏电站的重要组成部分，光伏组件在户外的发电性能往往不如室内标定的结果，这主要是受到组件本身材料的老化、组件工作温度、太阳辐射强度、组件表面反射率，以及项目所在地的气候条件变化等因素的影响[4-6]。为了能尽快发现光伏组件性能的衰减情况，提高光伏发电系统的发电效率，有必要通过户外测试系统对光伏组件进行长期监测。国外在光伏组件户外测试系统方面的研究开展得较早，也较为深入[7-10]。随着光伏组件的户外发电性能评价和可靠性评估受到电站投资者的强烈关注，我国作为光伏产业大国，对于光伏组件的户外测试系统的研究也势在必行。
荷兰国家能源中心 (ECN) 开发了硼前发射极n 型双面晶硅太阳电池的产业化技术，采用硼磷共扩散工序制备了双面晶硅太阳电池。近年来，高效电池的研究层出不穷，并且基本上都利用了双面制备工艺[11-15]。全球生产n 型双面晶硅太阳电池的企业主要有日本的日立、韩国的LG 及中国的英利集团；近年来，苏州中来光伏新材股份有限公司( 下文简称“中来股份”)、上海航天汽车机电股份有限公司、天合光能股份有限公司等众多光伏企业都相继展开了n 型双面晶硅太阳电池的研发与产业化。日本学者曾对HIT 太阳电池的双面发电能力进行过系统的研究，但目前光伏市场上主推的n 型双面晶硅光伏组件，尚缺乏不同场景下n 型双面单晶硅光伏组件的户外实证发电性能和衰减研究，以及其较单面单晶硅光伏组件发电量增益的数据证明。
本文针对p型PERC单面单晶硅光伏组件( 下文简称“单面组件”) 和n 型双面单晶硅光伏组件( 下文简称“双面组件”)，利用中国科学院上海微系统与信息技术研究所新能源技术中心( 下文简称“新能源技术中心”) 搭建的光伏组件的户外实证测试系统，测试了从2016 年12 月15日～2018 年7 月20 日期间，放置于上海市嘉定区某屋顶上的单面组件和双面组件的等效发电时长，以及不同地面背景时双面组件较单面组件的发电量增益情况；计算了光伏发电系统的PR 值；分析了阴天和晴天时影响光伏组件最大输出功率的因素；并对单面组件和双面组件运行13 个月后的衰减情况进行了对比。
1 测试条件
1.1 单面和双面组件的信息
本次研究所用的组件主要是由中来股份生产的双面组件( 透明背板) 和单面组件。测试组件共3 组，其中，双面组件2 组，单面组件1组；每组为3 块组件，将3 块组件串联成1 个组串，形成3 个组串用于测试。2 种组件均安装在上海市嘉定区某屋顶(121.27°E，31.38°N) 上，安装时的最下沿离地高度均为30 cm、倾角均为28°、朝向均为朝南。利用新能源技术中心搭建的光伏组件户外实证测试系统对2 种组件进行发电量测试。
1.2 新能源技术中心搭建的光伏组件户外实证测试系统介绍
本光伏组件户外实证测试系统是根据IEC61215[16] 等标准建立的，主要用于测试光伏组件长期在户外的工作情况，可以通过不同环境下组件相应的电学参数来判断组件真实的发电能力与衰减状况。该测试系统的结构图和实物图如图1所示。
本测试系统可用于光伏阵列的测试，共有24 个通道，每个通道容许的电压范围为100 ～400 V；通道内的组件采用串联的方式连接成组串，每个组串连接1 个转换接线盒；每6 个转换接线盒连接1 个集线器，用于收集直流端电流；每个集线器连接1 台组串式逆变器，将直流电转换为交流电，共有4 台逆变器；I-V 数据采集器用于收集直流端数据，除此之外，其一端还连接气象站( 包括倾斜辐照计、水平辐照计、风速监控仪、温湿度监控仪、雨量监测仪、气压计)。
本测试系统的技术特点为：光伏阵列可通过阵列选择器在组串式逆变器与I-V 数据采集器间切换测试，既能模拟真实的并网环境，又能准确测试组件的实际发电性能；组串式逆变器的使用可以解决不同阵列共同并网的问题，并提高组件在切换过程中恢复到正常工作状态时的时间；I-V 数据采集器为阻性，可测试大功率光伏阵列，1台I-V 数据采集器可拓展测试48 个通道的I-V 数据。
2 测试过程
2.1 组件安装方式
2016 年12 月15 日～2018 年7 月20 日的测试周期可分为3 个测试阶段。其中，第1 个测试阶段为2016 年12 月15 日～2017 年4 月11 日，第2 个测试阶段为2017 年4 月13 日～2017 年8月8 日，第3 个测试阶段为2017 年8 月10 日～2018 年7 月20 日。在每个测试阶段内，通道U01C03、U01C04 和U01C05 中的组件类型分别为双面组件、单面组件和双面组件，但地面背景、组件安装方式和支架类型有所不同
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