PV-8150太陽能光伏陣列I-V特性測試儀
名稱：電池測試儀
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簡介：一、太陽能光伏電站驗收時檢測光伏陣列I-V特性的必要性 光伏系統(tǒng)根據(jù)其對功率的需求配備或大或小的光伏陣列，這一光伏陣列是由太陽電池組件按串聯(lián)、并聯(lián)規(guī)則組合在一起的。如果各串聯(lián)的太陽電池組件的工作特性由于離散性而導致不一致，在工作點的電流會不...
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一、太陽能光伏電站驗收時檢測光伏陣列I-V特性的必要性
光伏系統(tǒng)根據(jù)其對功率的需求配備或大或小的光伏陣列，這一光伏陣列是由太陽電池組件按串聯(lián)、并聯(lián)規(guī)則組合在一起的。如果各串聯(lián)的太陽電池組件的工作特性由于離散性而導致不一致，在工作點的電流會不同，則必然會帶來效率的損失；同理，如果太陽電池組件并聯(lián)，則由于離散性，其相同工作電壓條件下的最佳效率點會不一致，也會出現(xiàn)效率的損失。這種由于太陽電池組件特性曲線之間失配而帶來的損失，稱為“聯(lián)結(jié)損耗"。由于“聯(lián)結(jié)損耗"的存在，使得由眾多太陽電池聯(lián)成的陣列效率總是低于單個電池的發(fā)電效率。太陽電池的I-V特性曲線本身具有很強的實時性，易于受環(huán)境因素的影響，對于溫度、照度的變化敏感。所以太陽電池安裝環(huán)境條件的多變性，必然會使得太陽電池在不同環(huán)境條件下的實際發(fā)電量和負載工作點大相徑庭。廠家提供的太陽電池組件的特征參數(shù)都是基于標準測試條件，而這些特征參數(shù)并不能反映太陽電池的實際工作情況。
由此可以看出，如果僅僅依靠廠家提供的太陽電池組件的特征參數(shù)進行系統(tǒng)設(shè)計，往往很難達到理想的設(shè)計效果。例如光伏電站，其所配用的光伏陣列容量可以通過計算得出，但事實證明許多理論計算配置的系統(tǒng)是不合理的，有時甚至是失敗的，其原因就是由于光伏系統(tǒng)中的光伏陣列存在組合效率損失，并在不同日照強度、環(huán)境溫度下的特性有很大差異。
所以在光伏電站安裝、光伏電站驗收時，一定要使用大功率的光伏陣列I-V特性測試儀對光伏陣列進行檢驗檢測、核實光伏組件性能及安裝合理性。
二、光伏陣列I-V特性測試儀PV-8150產(chǎn)品的工作原理
PV-8150主機內(nèi)置有滿足大功率、高電壓、時間常數(shù)τ精確計算的充放電的專用電容器，動態(tài)電容充電現(xiàn)場測試方法是根據(jù)電容的特性，將內(nèi)置電容器當成光伏陣列的可變負載，通過對光伏陣列給電容充電整個過程進行電流和電壓采樣，來測試并用專用軟件將數(shù)據(jù)處理成光伏陣列的伏安特性曲線。其測量工作原理如下圖所示。
電容充放電法測量光伏陣列伏安特性的工作原理圖
光伏陣列I-V特性測試儀PV-8150主機內(nèi)置的電容器在剛開始充電時，阻抗很低幾乎為零，充電回路相當于短路，此時的數(shù)據(jù)即為短路電流；當電容充電結(jié)束時，阻抗非常大，充電回路相當于開路，此時的數(shù)據(jù)即為開路電壓。在電容的充電過程中，電容的阻抗從零變化到無窮大，這就相當于光伏陣列的負載從零變化到無窮大。由上圖可知，電容上的電壓V和充電電流I的關(guān)系也同時反映了陣列的當前電壓和電流關(guān)系。對電容整個充電過程的電壓電流進行采樣，這些采樣點的組合就構(gòu)成了當前環(huán)境條件下的陣列IV特性曲線，知道了I-V的對應關(guān)系，專用軟件就可以計算出最大功率并繪制成曲線。對應上圖，整個測量過程描述如下：首先采樣控制電路發(fā)開關(guān)S2控制信號去使開關(guān)S2閉合，通過功率電阻R把電容上殘余的電量消耗掉，使電容保持零初時狀態(tài)。然后，采樣控制電路發(fā)開關(guān)S2控制信號去使開關(guān)S2斷開，發(fā)開關(guān)S1控制信號去使開關(guān)S1閉合，同時控制電壓、電流采樣電路按合適的采樣速度對電容充電整個過程的電壓、電流進行采樣。Sl剛閉合時流過電容C的充電電流就是光伏陣列的短路電流I，當流過電容C的充電電流為零時，表示電容充電過程結(jié)束，此時采樣的電壓就時光伏陣列的開路電壓V。這種方法只要選取適當?shù)碾娙?、開關(guān)管(容量足夠大)，理論上可以測量任意光伏陣列的特性。
群菱公司根據(jù)IEC62446推薦的試驗建議，專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)的PV-8150是采用電容充放電檢測方式，具備測試速度快、精度高、光伏陣列的特性可以直接以曲線的形式顯示出來、測試結(jié)果直觀等特點。PV-8150產(chǎn)品根據(jù)電容充放電試驗方法所制作的檢測系統(tǒng)需要有復雜的自動化控制電路，復雜的工藝結(jié)構(gòu)，對采樣速度、元器件精度以及數(shù)據(jù)處理器的同步采集速度要求非常高，群菱公司克服了各種技術(shù)困難，成功研制出適用于光伏電站現(xiàn)場專用的大功率便攜式光伏方陣I-V特性分析測試儀器。
三、光伏陣列I-V特性測試儀PV-8150產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)
四、PV-8150產(chǎn)品的測試項目
1. I-V特性：
包括：開路電壓Vo、短路電流Is、最大輸出功率Pm、最大輸出功率下的電壓Vpm、最大輸出功率下電流Ipm、填充因子
2. 太陽光輻照度（可選配）。
3. 環(huán)境溫度（可選配）。
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