双玻双面光伏组件发电量测试分析

青海黄河上游水电开发有限责任公司 光伏产业技术分公司 ■ 马少华 吕欣崇锋 孟庆平 侯少攀

双玻双面光伏组件发电量测试分析

青海黄河上游水电开发有限责任公司 光伏产业技术分公司 ■ 马少华 吕欣*崇锋 孟庆平 侯少攀

选取了单玻、双玻单面、双玻双面等不同类型组件共6块，安装在不同的地面环境，通过在户外对其发电效率进行长时间跟踪测试，对测试数据进行归一化处理，分析组件单位辐照、单瓦功率的发电效率，为电站投资建设方对双玻双面组件的选型提供理论支持。

双玻双面光伏组件；发电效率；反射率

0 引言

近年来，新型光伏组件不断涌现[1]，其中最受关注的是双玻双面或双玻单面组件，它较好地解决了传统晶体硅单玻组件在不同环境运行时出现的原辅材料老化过快、PID等现象。特别是双玻双面光伏组件，以其优越的耐候性和发电特性，更是未来光伏电站建设的首选。对于双玻双面组件，其背面接收到的反射和散射光的多少决定了背面发电量可提升的空间，因此在光伏电站建设过程中评估其发电效率时，不仅需要考虑辐照、温度、匹配损失、线损、风沙、安装角度等因素，还需重点关注不同安装地面对其发电量的影响。

本文通过对单玻、双玻单面、双玻双面等不同类型光伏组件在不同地面安装条件下的实际发电特性进行对比测试[2]，对测试数据进行归一化处理，分析组件单位辐照、单瓦功率的发电效率(PR)，为电站投资建设方对双玻双面组件的选型提供理论支持。

1 实验

本文选取了双玻双面、双玻单面及常规单玻3种类型的单晶光伏组件，分别在沙地、水泥、雪地及草地上进行组件发电量的实时测试。首先，对待测组件的外观及隐裂特性进行测试，选取外观与隐裂等测试均合格的组件，为了组件输出稳定，实验室采取60 kWh/m2的辐照强度完成组件的稳定性实验[3]；随后选取功率特性输出稳定的组件开展发电效率的测试，其中双玻单面及常规单玻采用传统测试方法，双玻双面组件的测试方法暂未有国际或国家标准，本实验拟采用当前行业交易测试方法对组件功率进行测试，即使用吸光布将组件背面进行遮挡后测试其正面功率，将其作为铭牌标称功率。各组件功率测试结果见表1。

为了将实验室结果与当前我们位于西北的大型并网光伏电站发电数据进行比对[4]，采用30°的安装角度将实验组件安装到测试平台上，测试不同类型组件在不同地面安装条件下的发电量情况，同步对辐照、环境温度及组件温度等参数进行实时监测，测试周期为6个月。

表1 实验组件功率测试结果

2 结果与分析

考虑到各种类型组件的初始功率差异较大，需对测试数据统计整理后进行归一化处理[5]，分析得到单位辐照、单瓦功率的发电效率，即组件PR，分析结果如表2所示。

表2 组件PR测试值

对表2得到的不同类型光伏组件PR测试值进行分析，分别对比双玻双面组件与单玻组件在水泥地面，以及双玻双面组件与双玻单面组件在草地环境下的PR，可知双玻双面组件无论在何种地面，其组件PR均高于单面组件。其中在水泥地面上，双玻双面组件比单玻组件PR高6.9%；在草地地面上，双玻双面组件比双玻单面组件PR高6.7%。组件在户外实际工作过程中，常规单玻组件与双玻单面组件均为正面发电，而双面组件为正面与反面均可发电，当背面吸收地面反射或散射回来的光时会产生更多的电能，从而提高了光伏组件的发电效率。

此外，对比不同地面条件下双玻双面组件的发电效率可知，双玻双面组件在不同地面安装条件下的组件发电效率差异较大。其中双玻双面组件在雪地安装测得的PR值最高，为108.2%；其次为沙地95.0%，水泥地92.2%；最后为草地90.2%。雪地与沙地之间偏差13.2%，雪地与草地之间偏差18%，最常见的沙地与草地之间偏差4.8%。组件PR差异主要是由于不同地面条件下光的反射率不同，从而导致了组件背面功率及整体发电效率的差异。草地的反射率随自然生长规律发生改变，沙地的反射率由湿度等影响因素决定。本文数据为第一季度与第二季度测试数据的综合结果，但从两个季度的实际测试值来看，PR会随季节变化出现波动。

3 结论

本文选取了6块不同类型的光伏组件，安装在不同的地面环境，在户外进行长时间发电效率的跟踪测试，并对测试数据进行归一化处理，分析得到组件PR。从不同类型、不同安装条件下组件的发电效率可知：

1) 双玻双面组件的发电效率优于常规单面组件，这是由于双面组件在户外实际工作过程中，组件背面会吸收地面的反射或散射光而产生更多的电能，从而提高了光伏组件的发电效率。

2) 不同类型的地面对双玻双面组件发电效率影响较大，其中双玻双面组件在雪地安装测得的PR值最高，沙地次之，草地最低。造成这种差异主要是由于不同地面条件下光的反射率不同，从而造成组件背面的功率差异和发电效率的差异。

3）草地的反射率随自然生长规律发生改变，沙地的反射率由湿度等影响因素决定；综合第一季度与第二季度实际测试值可知，PR会随季节变化出现波动。

[1]熊绍珍, 朱美芳. 太阳能电池基础与应用[M]. 北京: 科学出版社, 2009.

[2]傅家祥. 并网太阳能光伏发电系统最大功率跟踪技术研究[J]. 机械与电子, 2010, 7(1): 159－161.

[3] IEC 60904-2, 标准太阳电池的要求[S].

[4] 杨金焕, 于化丛, 葛亮, 等. 太阳能光伏发电应用技术[M].北京: 电子工业出版社, 2009.

[5] Tom Markvart, Luis Castaner[著]，梁骏吾[译]. 太阳电池:材料、制备工艺及检测(第一版)[M]. 北京: 机械工业出版社, 2009.

2016-11-29

吕欣(1988—)，女，工程师，主要从事高效晶体硅太阳电池研发及光伏电站系统集成设计、效率提升等方面的研究。lvxin@cpisolar.com