[发明专利]一种光伏组件不同地区耐候寿命系数的确定及验证方法

说明书

本发明公开了一种光伏组件不同地区耐候寿命系数的确定及验证方法，通过对Hallberg‑Peck模型的湿度参数进行修正，构建出光伏组件的考虑温度和湿度影响的耐候寿命系数模型，并通过设计实验，对比测试室外自然老化与室内加速老化过程光伏组件与组件材料性能衰减趋势，验证与修订模型。本发明能够在较短的时间内模拟户外长时间工作后的组件的衰减情况，有助于评估光伏组件的长期可靠性。

技术领域

本发明涉及一种光伏组件不同地区耐候寿命系数的确定及验证方法，属于光伏组件可靠性评估技术领域。

背景技术

我国已成为全球最大光伏发电应用国。随着光伏系统安装容量的快速增长，光伏系统的运行安全性和可靠性问题逐渐显露。如何消除光伏系统在运行中的安全隐患，保证光伏组件达到标称的25年发电寿命，有一系列的光伏组件评估问题亟待解决。光伏组件的衰减速率取决于组件的构造和使用环境，且户外老化评估时间长需要通过室内加速老化实现对组件可靠性能的评估，因此，针对不同气候地区环境条件，确定湿热试验的寿命系数，对准确评估光伏组件使用寿命十分重要。

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，提供一种光伏组件不同地区耐候寿命系数的确定及验证方法，基于光伏组件老化速率与温度、湿度关系模型，结合不同气候地区的光照、温度、湿度等气象数据分析，建立典型气候地区代表城市的光伏组件的耐候寿命系数模型；并通过设计实验，对比测试室外自然老化与室内加速老化过程光伏组件与组件材料性能衰减趋势，验证与修订模型。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种光伏组件不同地区耐候寿命系数的确定及验证方法，包括以下步骤：

1)构建考虑了温度和湿度影响的光伏组件寿命系数模型，具体为：采用Hallberg-Peck模型，表达如下：

其中，R_(D,Peck)为耐候寿命系数，rh为相对湿度，T为光伏组件的工作温度，单位为开尔文，E_a为衰减过程中的热活化能，K为玻尔兹曼常数，A和n为取决于失效模式的常数；

2)求解所构建的模型中的未知参数E_a，A和n；

3)修正所构建的模型中的相对湿度，得到修正后的耐候寿命系数模型；

4)计算湿热试验的加速因子AF，所述AF为在给定加速湿热试验条件下的每小时衰减率和根据气象数据确定的真实户外湿热状态下的每小时衰减率之间的比率：

5)设计小组件试验样品，引出正负电极，采用太阳模拟器测试小组件试验样品标准状况下的IV性能，得到相应的最大输出功率P_m初始；

6)收集试验样品投试期间各试验场的环境温度、相对湿度、年降雨量和辐照度气象数据，统计投试期间的年平均环境温度、年相对湿度和年平均辐照度；

7)在各试验场设计户外暴晒试验，计算户外实际耐候寿命系数；

8)在各试验场设计室内加速湿热试验，计算湿热老化耐候寿命系数；

9)根据所述步骤3)修正后的耐候寿命系数模型以及步骤6)的统计数据，计算各试验场的耐候寿命系数；

10)将步骤9)和步骤8)的计算结果同所述步骤7)的计算结果进行对比，修正耐候寿命系数模型。

前述的步骤2)中，未知参数为E_a，A和n，求解过程如下：

21)将式(1)两边取对数，得到：