鉴衡之光 | 浅谈光伏组件衰减率评估方法

光伏电站中组件的衰减率一直受到行业广泛关注，北京鉴衡认证中心(CGC)针对光伏组件的衰减率评估方法给出一些解析。

2.光伏组件衰减率怎么计算?

组件衰减率指组件初始功率和组件当前最大输出功率的差值和组件初始功率的比值，即：

计算衰减率的关键就在组件初始功率和组件当前最大输出功率这两个参数的测量。

3.组件初始功率 的测量

组件初始功率是组件出厂测试得到的最大输出功率，由企业产线的太阳模拟器测试得到。

对于组件生产线，影响出厂测试的主要因素有以下几点：

环境温度：由空调控制在25±2℃

测试设备：太阳模拟器等级要求为AAA级

校准及标准组件：利用经标定的标准组件对太阳模拟器进行校准，从而对测试结果进行修正。

根据鉴衡 CGC 调研，产线出厂测试存在一定的不确定度，其主要影响因素为标准组件。

如果需要更加精确的测试组件初始功率，可由能力强不确定度低的实验室开展测试。

测量不确定度：表征合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系的参数意味着对测量结果可信性、有效性的怀疑程度或不肯定程度，通过对测量过程的分析和评定得出的一个区间，定量说明测量结果的质量。

4. 组件当前最大功率测试

组件当前最大输出功率指组件在运行一段时间后测得的最大输出功率。通常应排除如灰尘遮挡、组件缺陷等影响因素，测试组件本身的最大输出功率。

在户外测试组件最大输出功率，主要影响因素有以下几点：

测试辐照度：对于线性器件应在不低于 800W/m2 的辐照度下进行测试;

测试温度：对于一般背板结构单玻组件，由背板温度反映电池结温;

太阳光谱：不同地区和环境会有不同的太阳光谱，精确测量时应与 AM 1.5 的光谱值进行修正;

组件入射角度：不同光照角度影响组件的发电性能，精确测量时应考虑入射角对测试结果的影响;

测试设备：手持式户外测试设备，需与辐照测试和温度测试设备共同使用;

参考器件：通常为封装良好的 WPVS;

测试结果修正：根据 IEC60891 标准将户外的辐照度和温度修正至 STC条件下的结果。

受到以上因素的影响，户外测试组件最大输出功率的不确定度比产线测试不确定要稍高。

如果需要更加精准的测试组件当前最大输出功率，将组件送往实验室进行测试会是一个很好的选择。

5. 实验室测试

实验室测试可以对测试环境、测试设备、参考器件进行更好的控制，因而得到不确定度更低更加精确的测试结果。

影响实验室测试的主要因素有：

环境温度：通常控制在 25±0.5℃ 范围内，测试时尽可能接近 25.0℃，减少温度修正导致的偏差。

测试环境：暗室环境，尽可能减少环境光或者光反射对测试结果的影响。

测试设备：太阳模拟器等级要求为 AAA 级(部分可达 3A+ 级)，同时测试方法尽可能贴近被测样品的特性(如用长闪光时间测量高容性器件)。

校准及标准组件：按照 IEC60904-4 的要求，测试结果可溯源至国家计量基准。

实验室测试组件最大输出功率的不确定度大约在 2%-3% 左右。

鉴衡认证中心(CGC)在 2012 年和 2015 年分别主导开展两次光伏实验室组件测试的能力验证，评定结果显示实验室测试最大输出功率存在一定偏差。大部分实验室间的结果偏差在 1% 左右，这种偏差主要由参考器件的溯源差异造成的。

6. 如何正确评估组件衰减

基于以上内容，对组件衰减率的正确评估的关键点，在于测试结果的时空一致性。

时间一致性：在不同测试时间(同一测试设备)，对同一被测对象的测试结果前后一致;

空间一致性：在不同测试地点(不同测试设备)，对同一被测对象的测试结果相互一致。

对于组件初始功率的测量，不仅需要在出厂测试时尽可能满足 STC 条件进行测试，还需要掌握测量溯源情况。必要时，可以封存出厂组件作为参考组件并送往第三方实验室进行测试，以消除后续不同测试地点(测试设备)测试时因溯源造成的测试偏差。

对于组件当前最大输出功率的测量，应在筛选无缺陷无灰尘的组件，在 STC 条件下进行测试。测试条件和溯源尽可能应与初始功率时相一致，确保测试结果和初始测试结果对比的一致性。

7. 组件衰减率现场评价方法

现场组件 EL、外观检测：现场随机抽取组件进行外观、EL 检测，并按质量状况进行分类。

现场组件功率测试：在外观和 EL 测试基础上，选择三个时间点和辐照区间进行组件 IV 测试，包括 400-600w/m²、600-800w/m²、800-1000w/m² 三个辐照区间。

返厂测试：从现场测试的组件中挑选部分组件，返回生产厂家，分别在产线和企业实验室进行最大输出功率测试(第三方人员现场目击)。

第三方实验室测试：在生产厂家完成测试后，送至第三方实验室进行 STC 条件下最大输出功率测试。

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文章作者：CGC