雙面光伏組件因其獨特的發(fā)電成本優(yōu)勢和適應(yīng)性在技術(shù)競爭日益激烈的光伏市場脫穎而出，已成為當前最炙手可熱的領(lǐng)跑技術(shù)。

可以預(yù)見，今年SNEC展會多數(shù)廠商的明星產(chǎn)品中，雙面技術(shù)產(chǎn)品必將是最耀眼的那一顆。成熟且完善的技術(shù)標準是雙面組件產(chǎn)品規(guī)模化應(yīng)用的基本前提和重要保障，只有從技術(shù)層面規(guī)范雙面光伏組件的室內(nèi)功率標定、電站現(xiàn)場驗收測試和不同場景下長期能量增益評定等環(huán)節(jié)，才能突破雙面光伏組件所面對的一系列市場制約。

基于此，CQC聯(lián)合眾多行業(yè)同仁針對雙面組件評價標準的技術(shù)路線設(shè)計、技術(shù)方案論證和技術(shù)參數(shù)確定等方面進行了深入研究和探討，終至《雙面光伏組件電流-電壓特性測試方法》定稿。

值此SNEC召開之際，CQC將攜新標向大會獻禮，本文帶您領(lǐng)略CQC雙面組件標準的別樣風(fēng)采。

針對諸多瓶頸 明確技術(shù)路線

在標準儲備期，CQC圍繞雙面光伏組件所遇到的諸多痛點和瓶頸問題，制訂出了詳細的雙面組件評價技術(shù)路線圖，具體如下：

圖1 技術(shù)路線圖

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多方攻堅 數(shù)次會議 幾易其稿 終成此篇

在上述技術(shù)框架下，CQC確定標準編制計劃，并聯(lián)合國內(nèi)外檢測認證機構(gòu)、組件生產(chǎn)廠、科研單位、電站投資商等30余家單位經(jīng)過反復(fù)推敲與集采意見，經(jīng)過近一年的積淀，于2018年5月確定了CQC《雙面光伏組件電流-電壓特性測試方法》標準的最終版本。

圖2 參與單位分布

圖3 標準編制進度

整個標準框架包含正文和附錄，其中正文由八個章節(jié)組成，正文后增加了三個技術(shù)性附錄，詳見圖4所示。標準在技術(shù)內(nèi)容上從雙面光伏組件室內(nèi)I-V特性測試方法到室外I-V特性標定方法，延伸至電站現(xiàn)場測試方法及典型環(huán)境下長期戶外實證方法，為雙面光伏組件的全方位評價提供了強有力的技術(shù)支撐。

圖4 標準框架

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架構(gòu)完整內(nèi)容詳實 建立完整質(zhì)量鏈條

本標準主體思路是建立雙面組件室內(nèi)條件和真實環(huán)境下的功率標定、單面參數(shù)和雙面參數(shù)的明示要求、現(xiàn)場條件下快速驗證與典型環(huán)境下長期實證的多維度可追溯的完整質(zhì)量鏈條。相關(guān)內(nèi)容概述如下：

a. 不同等效輻照度下I-V特性參數(shù)測試

根據(jù)國內(nèi)外對雙面組件及陣列長期研究實踐情況來看，雙面組件的I-V輸出特性受到如下因素影響：

? 背面輻照強度來源及測量：太空散射、地面反射、其他臨近物體反射、背面直接輻射；

?背面不均勻性影響因素：相鄰組件的遮擋、不同的反射地面、安裝高度；

? 性能測試影響因素：地面反射率、安裝方式（安裝傾角、安裝高度）、方位角、臨近組件和陣列間的影響、組件自身透光率等。

圖5 不同反射背景與背面輻照度關(guān)系（來源NREL）

圖6 陣列分布與背面輻照度關(guān)系（來源NREL）

b.  雙面參數(shù)標示要求

c. 自然太陽光條件下測試方案

標準附錄A：

規(guī)定了雙面光伏組件在自然太陽光條件下功率標定的要求以及實驗步驟。在進行雙面組件電流-電壓特性測試之前，首先測試組件背面輻照度的均勻性，以確保背面輻照度的不均勻性低于10%。下圖為測試樣品與組件背面不均勻性測試示意圖。

圖7 左：兩個標準器件用來測量組件正面和背面的輻照度；右：背面輻照不均勻性測量所建議的背面位置以及連接線的處理方式

標準附錄B：

雙面組件由于其發(fā)電結(jié)構(gòu)的特殊性，為電站現(xiàn)場驗收測試增加了相當大的難度。如何尋求一種快捷高效的測試方法是各業(yè)主單位、EPC承包商以及第三方檢驗機構(gòu)面臨的難點問題。

本標準附錄B規(guī)定了雙面光伏組件電站現(xiàn)場驗證方法。其中電站現(xiàn)場雙面組件的雙面系數(shù)和I-V特性測試是為了檢驗現(xiàn)場組件特性與實驗室測量之間的差異。其測試內(nèi)容涵蓋雙面系數(shù)現(xiàn)場驗證測試以及電流-電壓特性現(xiàn)場驗證測試。

標準附錄C：

如前所述，雙面組件的現(xiàn)場發(fā)電性能受到眾多因素的影響，如何真實的評估雙面組件在典型應(yīng)用場景下戶外發(fā)電性能與能量增益，一直是各方同仁比較關(guān)注的問題。

本標準附錄C中給出雙面組件典型環(huán)境下長期戶外實證試驗的推薦方法。標準從實驗場地、環(huán)境要求和組件安裝方式等對不同的氣候條件下實證測試要求予以定義。其中典型氣候條件覆蓋濕熱、亞濕熱、干熱、高原、寒冷、荒漠、暖溫等類型，具體站點氣候條件如表2所示。同時標準對數(shù)據(jù)監(jiān)控及能量增益等性能指標評定等也提出細化要求，詳見表3、表4。

表2 我國各氣候類型的試驗站點

表3 監(jiān)控與采集的數(shù)據(jù)列表

表4 試驗過程中的環(huán)境參數(shù)、電氣性能參數(shù)列表

04

小    結(jié)

“集眾人之智，助行業(yè)之興”。CQC《雙面光伏組件電流-電壓特性測試方法》標準高度凝聚眾多行業(yè)專家和學(xué)者的技術(shù)成果和學(xué)術(shù)智慧，相信該標準的實施，將為進一步規(guī)范雙面光伏產(chǎn)品市場發(fā)揮積極的作用！

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展望-雙面技術(shù)集成適應(yīng)性評價

下一步，CQC將依托國家能源太陽能、風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)實證技術(shù)重點實驗室將開展雙面組件與智能優(yōu)化裝置和跟蹤系統(tǒng)集成適應(yīng)性評價和標準化工作。 

評價方案簡介：

測試平臺按照組件級和組串級矩陣進行配置，每一個安裝方式／背景的組合下有2組測試工位。

組件級測試矩陣：每組測試工位的每塊組件單獨監(jiān)控并采集數(shù)據(jù)。

圖8 組件級測試平臺矩陣

組串級測試矩陣：每組測試工位可安裝18塊（72片版型）或20塊（60片版型）組件，每組測試工位連接獨立的組串逆變器并網(wǎng)。每組測試工位的數(shù)據(jù)單獨采集。

圖9 組串級測試平臺矩陣

測試平臺實時長期采集太陽輻照（正面及背面）、環(huán)境溫濕度、風(fēng)速風(fēng)向、組件溫度、組件輸出電壓／電流和逆變器數(shù)據(jù)。

按照日／周／月／季度，對測試樣品在不同安裝方式、不同反射背景、不同技術(shù)集成下的發(fā)電性能評價。

表5  發(fā)電數(shù)據(jù)對比表

關(guān)于CQC新能源

CQC始終致力于打造國家級的新能源檢測、認證、科研一體化的公共服務(wù)平臺，現(xiàn)已具備太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、儲能、綠色照明等多領(lǐng)域綜合質(zhì)量服務(wù)體系，服務(wù)能力覆蓋安全、性能、EMC、特殊環(huán)境適應(yīng)性、效率評定、“領(lǐng)跑者”認證、戶外實證、全過程監(jiān)造、項目驗收和盡職調(diào)查等項目。

國家能源太陽能、風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)實證技術(shù)重點實驗室是由國家能源局批復(fù)、CQC籌建，目前為止覆蓋我國地域面積最廣、應(yīng)用環(huán)境類型最全的新能源產(chǎn)品戶外實證公共研究和測試平臺，同時也是CQC領(lǐng)跑者認證計劃光伏產(chǎn)品戶外性能評價的試驗中心。