0.5+0.5>1!半片组件如何做到降本增效!

作者: | 发布日期: 2018 年 05 月 17 日 14:55 | 分类: 新能源知识

前不久朋友圈里发了一组视频,是关于半片组件和常规组件在阴影遮挡下的输出性能对比,从水流的大小非常直观地反映了半片组件的抗遮挡性能,但是作为一名技术达人,我们还需要通过数据来进行深入的分析。

半片组件的抗遮挡性能

由于半片组件的特殊结构,当发生阴影遮挡,从理论上来说,由于旁路二极管的作用,半片组件和常规组件的输出功率的降低程度是不同的,为此小编在2012年做了如图1所示的遮挡实验,其中组件版型为72*2半片电池,分为遮挡底部1/2电池宽度、遮挡底部1片电池宽度、遮挡两头底部各1片电池宽度、半块组件遮挡等场景。另外,常规组件遮挡场景分为遮挡底部1/2电池宽度、遮挡底部1片电池宽度、遮挡底部奇数串各1片电池宽度。

▲图1 半片电池组件人为遮挡方式

对于常规组件,如表1所示,不遮挡时,其STC功率为255Wp、Voc开路电压为38.95V、短路电流为8.74A。

1)当半片电池遮挡时,功率损失为30%。
2)当遮挡程度变为1片电池宽度时,功率损失升高为35%。
3)当奇数串如第1串和第3串各完全遮挡一片宽度电池时,功率下降了70%,这是由于组件的旁路二极管已经导通,4串电池串被旁路。

▼表1 常规组件的阴影遮挡数据


当半片组件不遮挡时,其STC功率为180Wp、Voc开路电压为45.55V、短路电流为5.34A。

1)当半片宽度遮挡时,功率损失为17%,与常规组件相比,相同的遮挡面积,损失下降了13%。
2)当遮挡程度变为1片电池宽度时,功率损失升高为31%。
3)当半块组件即72片半片电池完全被遮挡时,功率仍然能保持51%的输出。

▼表2 半片组件遮挡数据


旁路二极管导通分析

上述半片单片组件的平均工作电流为2.5A,工作电压0.5V,实际情况组件中存在电流失配,以最小电流的电池为准,以下的分析仅供参考。

1)半片电池宽度遮挡:功率损失将近29W,假如旁路二极管完全导通,二极管短路了24小片,剩余的120片正常工作,理论上组件的实际功率应为150.67W,计算值与实际测试的数据比较接近,说明半片遮挡对另一半并联组的影响较小。
2)一片电池宽度遮挡:功率损失将近55W左右,假设一片遮挡引起的串联部分两端电压降影响另一半部分的电压,旁路二极管完全导通,理论上组件的实际功率应为120.51W,实际测试124.47W,高出3.96W左右,差异较小。
3)组件两头底部各一片电池宽度遮挡:理论计算值120.514W,实际测试117 W,低3W左右,差异较小。

小结

从上述可知,与标准组件相比,半片组件改善了电池片在遮挡情况的电学性能。如果标准组件以纵向方向安装而底部被遮荫,则会因为旁路二极管关闭整串电池片组,而使得整个组件的输出功率为零,而半片组件得益于两部分电池并联的结构,可确保在相同遮挡条件下,其输出功率至少还能保持原先的50%。

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