[发明专利]一种微缺陷太阳电池组件热斑温度计算的方法

说明书

本发明公开了一种微缺陷太阳电池组件热斑温度计算的方法，具体为，选择微缺陷电池片，并将其分为点缺陷、线缺陷、面缺陷分别组装在组件中；将微缺陷电池片进行不同比例的遮挡，产生热斑效应；计算微缺陷电池片的温度。本发明可以快速对光伏组件热斑温度进行计算与预测，节省时间，有助于对组件的及时维护与检修，最终提高经济收益。

技术领域

本发明涉及一种微缺陷太阳电池组件热斑温度计算的方法，属于光伏组件技术领域。

背景技术

随着光伏电站的不断发展和创新，国内外对光伏的发展都受到了许多的关注包括光伏公司以及科研工作者。光伏组件是利用太阳能发电，所以大多是在户外进行工作，户外的条件较为严酷，一方面比如鸟屎，树叶的遮挡，这些遮挡会造成组件的局部失效现象，最突出的表现就是热斑现象，该效应导致组件的温度上升，若不及时处理将会烧坏组件，造成严重的后果。另一方面，组件在户外的使用过程中，由于外力等因素的作用，会使得组件产生一些缺陷，比如裂纹等。缺陷的产生会导致组件中电池片的性能不匹配，进而使得电池片在户外工作时产生反偏电压，消耗功率，产生热斑效应。

目前根据标准IEC61215的定义，目前许多研究者在光伏热斑效应方面研究了组件中的电池片参数之间的不匹配和阴影遮挡，并未对两者的共同作用对热斑的影响进行相关的研究。因此，提供一种微缺陷太阳电池组件热斑温度计算的方法，对进一步分析缺陷电池片和遮挡对光伏组件热斑失效机理非常重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种微缺陷太阳电池组件热斑温度计算的方法，实现利用模型对微缺陷光伏组件热斑温度的计算，提高光伏组件的可靠性，增加组件户外寿命，减少相应的成本。

为解决上述技术问题，本发明提供一种微缺陷太阳电池组件热斑温度计算的方法，包括以下步骤：

1)选择缺陷类型为点缺陷、线缺陷、面缺陷的微缺陷电池片各一片，然后分别组装在组件中，一个组件中包含一种缺陷类型；

2)将每个组件中的微缺陷电池片进行不同比例的遮挡，产生热斑效应；

3)计算产生热斑效应的微缺陷电池片的温度；

前述的点缺陷、线缺陷、面缺陷的判定方法为：在被测电池片两端施加12V反偏电压，采用红外热像仪进行温度测量，观测太阳电池表面沿着发热源形成的温度场，温度场场集中发热为一个点为点缺陷；温度场场集中发热为一条线为线缺陷；温度场场集中发热为面为面缺陷。

前述的步骤2)中，遮挡比例选取为20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％。

前述的步骤3)中，微缺陷电池片的温度的计算式为：

其中，T_热斑为产生热斑效应的微缺陷电池片的温度，T_a为环境温度，I_rad为辐射，K、K₁、K₂均为常数系数，P₁为遮挡产生的功率，A₁为微缺陷电池片被遮挡的面积，P₂为缺陷产生的功率，A₂为缺陷的面积。

前述的遮挡产生的功率P₁的计算式为：

P₁＝V_r*I_sh (2)

其中，V_r为微缺陷电池片两端反偏电压，I_sh为微缺陷电池片的光生电流；

所述缺陷产生的功率P₂的计算式为：