简易测光伏组件的I-V特性.doc

2008-3-8简易测光伏组件的I-V特性 深圳市知育光电科技有限公司 刘晓波摘要用一个万用表在太阳光下简易测太阳光伏组件的I-V特性并推算出该组件瓦数的方法。前言为了简易而快捷的评估出太阳光伏组件最大可能的输出功率，本文采用了“确定组件的最大极限功率”法；“极限功率”是去掉串联电阻影响的组件I-V特性。1 确定组件的最大极限功率所用的工具1.1 数字万用表一块；1.2 标准电池；2方法和步骤2.1 确定组件的Isc (STC)：用数字万用表在晴天阳光下测标准电池的短路电流，通过它的标定值算出当时的太阳辐照度，即可确定组件的Isc (STC)；2.2 测组件的电压 V*： 把标准电池（测辐照度用）和被测组件固定在同一测试平面上，在晴天的阳光下，通过改变该平面倾角选组件的短路电流Isc*，使得 Isc（STC） Isc*= Im （1） ; 其中Im 是组件供应商提供的组件最大功率点的最佳负载电流，然后在此辐照度下测组件的开路电压 V*；3 比较和估算：组件供应商提供的组件最大功率点的最佳负载电压Vm:则 Vm V* （2）如果测出的V* Vm ，则说明组件供应商提供的组件额定功率高出最大可能的功率值Pm*:Pm*=V*Im-（3） 测出的组件V* 与组件和环境温度有关，测试时尽可能让组件保持在25C左右；如果测出的极限功率大于厂家给出的功率，这是正常的；但如果大的很多，说明厂家的太阳电池和组件组装的工艺有问题。但如果测出的极限功率小于厂家给出的功率，则厂家给出的功率不可信。4实例：确定组件的极限IV 曲线4.1. 测太阳电池组件的“结I-V曲线”在连续变化的各祌太阳光辐照度下，测太阳电池（组件）的短路电流（I）和开路电压（V）后求出它的关系曲线；方法是，把被测的某个电池面对太阳光照测电池的I和V，然后改变电池与太阳光线夹角，每变化一次，测一次太阳电池的I和V，举例如下 （注）：测I和V*908583807773706555I(mA)13011599787255514738V (V)26.025.024.624.023.422.822.522.322.1 *4640343028201410I(mA)282417149621V (V)21.020.920.220,119.618.015.011.0*：表中的数据只表明角度变化的次序（由大到小），具体数据还要根据电流I和电压V各自变化的间隔，要尽量相接近而定。130mA和26V分别为太阳电池在“电池面对太阳光测电池的I和V”时，太阳光最大辐照度下的短路电流ISC和开路电压VOC4.2 计算太阳电池在结电压VJ等于负载电压VR状态下，负载电流IR和负载电压VR ：IR=ISC-IJ， VR=V=VJIR(mA)01531525875798392VR (V)26.025.024.624.023.422.822.522.322.1IR(mA)102106113116121124128129130VR (V)21.020.920.220,119.618.015.011.004.3做图图中，横轴 VR (V) ， 纵轴 IR (mA)从图中求出最大功率点PM，VM，IM然后求效率 N=PM/太阳光辐照度电池面积和曲线因子 FF= PM/VOCISC（注）：测试举例用的是有色院(3030cm)a-Si太阳电池组件4.4. 确定负载的I-V曲线先确定太阳电池（组件）的固定负载电阻阻值R*，然后在一定的太阳光辐照度下测电池组件的短路电流ISC并同时测R上的电压降VR和通过负载R的电流IR ；则在该太阳光辐照度下通过太阳电池组件内部的电流IJ：IJ=ISCIR改变太阳电池组件与太阳光线夹角，让组件的短路电流等于IJ=ISCIR并测该太阳光辐照度下太阳电池组件的开路电压，即结电压VJ，则太阳电池组件内部的串联电阻RS： RS=（VJVR）/ IR或 VR= VJRS IR假设 RS = 10 则太阳电池组件确定负载I-V曲线和P-V曲线:IR(mA)01531525875798392VJ (V)26.025.024.624.023.422.822.522.322.1VR(V)26.023.521.518.817.615.314.61412.9P (mW)035366797810211148115311621187IR(mA)102106113116121124128129130VJ (V)21.020.920.220,119.618.015.011.00VR(V)10.810.38.98.57.55.62.2-1.9-1.3P (mW)110210921006986908694282-245-169图中：横轴 IR (mA)，