? ? ? 光電轉(zhuǎn)換效率、發(fā)電能力和可靠性是評(píng)估光伏產(chǎn)品的三大核心指標(biāo)。其中光伏組件發(fā)電能力主要通過(guò)弱光性能和高溫性能來(lái)體現(xiàn)。弱光性能，也稱為低輻照發(fā)電性能。
? ? ? 光伏組件功率標(biāo)定的測(cè)試條件為STC，即1000W/m^2，25℃，AM1.5。而實(shí)際輻照度、環(huán)境溫度是時(shí)刻變化的，因此光伏組件在不同的輻照度下的功率輸出不同，經(jīng)計(jì)算后的組件轉(zhuǎn)換效率也不同于STC時(shí)的轉(zhuǎn)換效率。
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? ? ? 光伏組件的弱光性能主要是指組件溫度不變時(shí)，輻照低于1000W/m^2時(shí)的輸出性能，這里重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的是戶外輻照度的強(qiáng)弱對(duì)組件性能的影響。
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目前光伏組件的弱光性能的表征主要從兩方面進(jìn)行評(píng)估：
1）室內(nèi)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，在不同的組件溫度和輻照度下進(jìn)行靜態(tài)測(cè)試；
2）通過(guò)建立組件的PAN file，使用PVsyst軟件模擬典型氣象年的全年弱光發(fā)電損失。
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? ? ? 當(dāng)然，有人說(shuō)，戶外實(shí)證項(xiàng)目可以評(píng)估弱光性能嗎？在戶外實(shí)證項(xiàng)目上，光伏組件的發(fā)電能力是多個(gè)因素的綜合影響，例如環(huán)境溫度、風(fēng)速、相對(duì)透射率等。若單獨(dú)從弱光性能維度去評(píng)估，需要保證不被其他影響因素所干擾，不過(guò)可以嘗試結(jié)合戶外實(shí)際的發(fā)電數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)等進(jìn)行建模分析。
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? ? ? 對(duì)于PVsyst仿真，曾經(jīng)有學(xué)員提問(wèn)：為什么能量損耗圖的弱光發(fā)電損失為正值？如圖1。因?yàn)槲覀兇蟛糠智闆r下模擬得到的值是負(fù)值，具體是什么原因?qū)е铝诉@個(gè)“損耗”對(duì)發(fā)電量是有貢獻(xiàn)的？
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圖1?
? ? ? 以這個(gè)問(wèn)題為出發(fā)點(diǎn)，下文具體介紹下弱光性能的相關(guān)內(nèi)容。
一、不同組件的弱光性能
? ? ? 不同技術(shù)路線的光伏組件，其弱光性能存在一定的差異。以某PERC與常規(guī)組件為例，使用PVsyst軟件進(jìn)行仿真，在組件溫度一定的情況下，獲得不同輻照度下的功率輸出與轉(zhuǎn)換效率。
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? ? ? 這里輻照度主要使用200W/m^2，400W/m^2，600W/m^2，800W/m^2等典型值。可計(jì)算出不同輻照度下的轉(zhuǎn)換效率相對(duì)于STC時(shí)的降低值。
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? ? ? 從表1結(jié)果可知，PERC組件在低于1000W/m^2時(shí)，特別是303W/m2至800W/m^2輻照范圍，其轉(zhuǎn)換效率高于STC值。當(dāng)輻照值在303 W/m^2邊界值附近，轉(zhuǎn)換效率基本上與STC時(shí)保持一致。當(dāng)輻照低于303 W/m^2時(shí)，轉(zhuǎn)換效率低于STC值。
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表1 某PERC組件不同輻照度的功率輸出（組件溫度Tm=25℃時(shí)）
從表2可知，某常規(guī)組件在低于1000W/m^2時(shí)，特別是700W/m^2至800W/m^2輻照范圍，其轉(zhuǎn)換效率高于STC值。當(dāng)輻照低于700 W/m^2時(shí)，轉(zhuǎn)換效率低于STC值。
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表2 某常規(guī)組件的功率輸出（組件溫度Tm=25℃時(shí)）
? ? ? 兩種不同技術(shù)類型的組件在不同輻照下的相對(duì)轉(zhuǎn)換效率降低值可以用如下圖表進(jìn)行直觀展示，可以明顯看出PERC組件在特定輻照度下的弱光性能優(yōu)于常規(guī)組件。
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圖2?兩種技術(shù)路線的組件弱光性能對(duì)比
二、弱光性能的量化
? ? ? 在使用PVsyst進(jìn)行發(fā)電量仿真時(shí)，損耗圖中有一項(xiàng)為弱光性能導(dǎo)致的發(fā)電損失百分比，若值為負(fù)值，說(shuō)明弱光下發(fā)的有損失，若為正值，說(shuō)明弱光性能優(yōu)異，存在一定的發(fā)電增益。這一項(xiàng)損失百分比的計(jì)算方法為：弱光性能導(dǎo)致的發(fā)電損失/理論發(fā)電量*100%。
? ? ? 以上述PERC組件為例說(shuō)明，假設(shè)不同的輻照度累計(jì)時(shí)間如下表所示，例如200W/m^2的輻照累計(jì)有500h，那么此時(shí)的組件輸出功率108W與時(shí)間的乘積為該輻照度下的累計(jì)發(fā)電量，該值為54000Wh。
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? ? ? 若理論上該輻照度下的組件轉(zhuǎn)換效率不變，仍為21.37%，那么理論上該組件的輸出功率為：21.37%*組件面積*輻照度=109.22W。使用此功率計(jì)算可得到109.22W*500h=54610Wh。
該輻照度下的弱光損失百分比為：
（54000-54610）/54610*100%=-1.12%，為負(fù)值。
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? ? ? 同理，其余不同輻照下的弱光發(fā)電損失可以計(jì)算出來(lái)。由于303 W/m^2至1000W/m^2輻照下轉(zhuǎn)換效率比STC是有增益的，因此不存在弱光損失。全年的弱光發(fā)電損失取決于不同強(qiáng)度的輻照在全年的占比。
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? ? ? 如果200W/m^2輻照占比較高，達(dá)到50%以上，弱光下的發(fā)電損失很有可能為負(fù)值。在表3中，弱光性能有增益的輻照區(qū)間占的比例比較高，由于優(yōu)異的弱光性能，全年有0.04%的發(fā)電增益。
?表3??
對(duì)于常規(guī)組件，由于弱光性能較差，全年的弱光損失為-0.91%。
表4
三、小結(jié)
1）組件的弱光性能與電池技術(shù)有關(guān)。
2）組件弱光下的發(fā)電損失百分比除了與電池技術(shù)有關(guān)，還與輻照度強(qiáng)度及其不同區(qū)間輻照值的占比有關(guān)。
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