光伏組件是光伏電站最重要的設備之一,成本占了并網系統50%以上,組件的技術參數包括兩方面,一是產品的電氣參數,關系到光伏系統設計。二是產品的結構和應用參數,關系到產品的安裝和運輸,下面以單晶硅光伏組件為例,解釋光伏組件的關鍵參數。
1、功率
我們常說540Wp光伏組件。下表的“p”為peak的縮寫,代表其峰值功率為540W。所有的技術規格書中都會標注STC“標準測試條件”的。“0~+5”代表是正公差,540W的組件功率范圍在540W到545W之間為合格品,下圖為單晶光伏組件技術規格書一部分。
只有在標準測試條件(輻照度為1000W/m2,電池溫度25℃)時,逆變器調整直流電壓到達最大功率點電壓,光伏組件的輸出功率才是“標稱功率”(540W),并輸出最大功率點工作電流,輻照度、溫度變化,逆變器偏離最大功率點電壓,功率就會有變化。
2、效率
理論上,尺寸、標稱功率相同的組件,效率肯定是相同的。光伏組件是由電池片組成,540W光伏組件通常由72片(6×12)電池片組成,尺寸為2.279米*1.134米,面積為2.584平方米,輻照度為1000W/m2時,組件上接收的功率為540W,效率為20.89%。
3、電壓與溫度系數
電壓分開路電壓和MPPT電壓,溫度系數分電壓溫度系數和功率溫度系數。在進行串并聯方案設計時,要用開路電壓、工作電壓、溫度系數、當地極端溫度進行最大開路電壓和MPPT電壓范圍的計算,與逆變器進行匹配。
4、光伏方陣的電氣設計
光伏電站設計時,光伏組件是一個方陣,多個組件串并聯之后,總功率是各組件之和,在配置逆變器時,要注意組串的電壓、電流與逆變器的匹配:
(1)多個組件串聯后的電壓,是每塊組件的的電壓之和,組件串聯的數量有兩個原則,一是組串最高極限開路電壓不超過逆變器的最高電壓,如540W組件,開路電壓是49.63V,開路電壓溫度系數是-0.27%/℃,如果在-15度,20塊串聯,最后的開路電壓V=49.63[1+(-41-15)*(-0.0027)]*20,約為1142V,大于逆變器的最高限壓,所以組件不能高于20塊串聯。二是組串工作電壓在逆變器的額定工作電壓左右,效率最高,單相220V逆變器,逆變器輸入額定電壓為330V,三相380V逆變器,逆變器輸入額定電壓為600V。所以三相系統中,540W每路組件數量15塊時工作電壓為615V,系統效率最佳。
(2)多個組件串聯后的電流,取決于電流最少的那塊組件,原則上同一個組串要使用同一種規格的組件。要選擇逆變器時,要注意逆變器最大輸入電流要比組件的短路電流要比大1.1倍以上,逆變器才運行安全。早期的組件,電流在8A左右,所以逆變器的輸入電流一般在9-10A左右,2018年之后,組件新技術大爆發,各種技術如半片、疊瓦、拼片、雙面、PERC、HJT、MWT等,可以互相疊加,造成組件電流大幅增加,目前新型650W+的雙面組件,工作電流已超過20A。
A、分布式項目,500W以下的組件,電流在11A以下,用13A的逆變器完全滿足要求;如果使用500W以上的組件,電流超過15A,可以把兩個組串合為一個,這樣電流就達到26A,最多可以支持800W的組件,如用600W的組件,20串,可安裝12kW。
B、工商業和大型地面電站項目,如果使用600W以上的組件,電流超過17A,也可以把兩個組串合為一個,如18塊600W組件,總功率21.6kW。
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