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3、PVsyst弱光參數(shù)的優(yōu)化調(diào)整方法

在光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)一般需要通過(guò)PVsyst軟件進(jìn)行發(fā)電量的模擬，該軟件內(nèi)部集成了大部分廠家的組件數(shù)據(jù)庫(kù)，每種功率規(guī)格的組件對(duì)應(yīng)一個(gè)PAN文件。最新的版本6系列比老版本5有了較大的修正，模擬結(jié)果也比老版本更加準(zhǔn)確，尤其在弱光性能部分添加了Rsh（Gref）、Rsh（0）、Rsh（exp）和Rs（module）四大參數(shù)的自定義調(diào)整功能，設(shè)計(jì)人員可以基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改。當(dāng)然軟件自身也設(shè)置了默認(rèn)值，對(duì)于晶硅組件默認(rèn)的Rsh(exp)為5.5，Rsh (0)是Rsh(Gref)的4倍，這些數(shù)據(jù)是PVsyst研究人員基于實(shí)測(cè)的大量數(shù)據(jù)分析得到的。據(jù)PVsyst官方介紹，按照IEC-61853-1測(cè)試方法，基于不同輻照下的大量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，晶硅組件的相對(duì)轉(zhuǎn)換效率在600W/m2-800 W/m2輻照區(qū)間比STC條件下約降低0.5%至1%，在200 W/m2降低1%-3%左右。其實(shí)，對(duì)于大多數(shù)設(shè)計(jì)人員，若僅僅知道組件的Datasheet上的基本電性能參數(shù)很難去評(píng)估組件的弱光性能，使用默認(rèn)參數(shù)模擬下來(lái)的弱光損失比較高，如果組件供應(yīng)商能給用戶提供比較準(zhǔn)確的弱光數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)PVsyst的修正功能進(jìn)行調(diào)整，可得到更加準(zhǔn)確的組件PAN文件，如果實(shí)在沒(méi)有辦法獲得這些數(shù)據(jù)，也可以根據(jù)PVsyst研究人員得到的經(jīng)驗(yàn)值來(lái)估算。下文以XXX-240P組件為例并參考PVsyst用戶使用手冊(cè)詳細(xì)介紹弱光參數(shù)的調(diào)整方法[2]。

3.1 并聯(lián)電阻值參數(shù)的調(diào)整方法

PVsyst軟件是根據(jù)單二極管等效電路模型對(duì)電池和組件的性能進(jìn)行模擬，參考圖5。


其中描述單二極管模型的電流和電壓的輸出關(guān)系表達(dá)式如（1）所示。



（1）
式中IL為光生電流（A），I0為二極管反向飽和電流（A），n為二極管理想因子。相關(guān)研究成果表明（Mermoud 和 Lejeune ，2010；Eikelboom et al., 1997)：組件并聯(lián)電阻值和入射光強(qiáng)有一定的關(guān)系，當(dāng)入射光強(qiáng)降低后，并聯(lián)電阻隨光強(qiáng)成指數(shù)變化，公式如（2）所示 [2]。

Rsh= Rsh(Gref) + [ Rsh(0) -Rsh(Gref) ] ·exp(-Rsh(exp) · (G / Gref)) （2）

其中

Rsh(Gref)為STC下測(cè)試的并聯(lián)電阻值。

Rsh(0)為輻照為0時(shí)的并聯(lián)電阻值（在曲線上為Y軸的截距）。

Rsh (exp)：表征并聯(lián)電阻值隨輻照變化的其中一個(gè)變量。

G為實(shí)際的太陽(yáng)輻照度；Gref為標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下光強(qiáng)1000W/m2。

圖6為Rsh(exp)取不同的值時(shí)，對(duì)公式（2）進(jìn)行曲線繪制，其中Rsh(Gref)=250Ω，Rsh(0)=1000Ω，當(dāng)輻照降低時(shí)并聯(lián)電阻值會(huì)增加。


在弱光模型中Rsh(Gref)、Rsh(0) 和Rsh (exp)值是可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，其中Rsh(Gref)為STC下測(cè)試的值。目前對(duì)于Rsh(Gref)的實(shí)際測(cè)試有太陽(yáng)能模擬器的I-V測(cè)試法（STC）、DarkReverse I-V測(cè)試法、External Parallel Resistance測(cè)試法等，從行業(yè)相關(guān)研究文獻(xiàn)[1]可知，一般使用太陽(yáng)能模擬器測(cè)試出來(lái)的結(jié)果會(huì)明顯偏低，原因是電流微小變化時(shí)，從IV曲線上獲取Rsh(Gref)，太陽(yáng)能模擬器缺乏足夠的測(cè)試和計(jì)算精度。