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1、12008-3-8简易测光伏组件的 I-V 特性 深圳市知育光电科技有限公司 刘晓波摘要用一个万用表在太阳光下简易测太阳光伏组件的 I-V 特性并推算出该组件瓦数的方法。前言为了简易而快捷的评估出太阳光伏组件最大可能的输出功率，本文采用了“确定组件的最大极限功率”法；“极限功率”是去掉串联电阻影响的组件 I-V 特性。 。1 确定组件的最大极限功率所用的工具1.1 数字万用表一块；1.2 标准电池；2方法和步骤2.1 确定组件的 Isc (STC)：用数字万用表在晴天阳光下测标准电池的短路电流，通过它的标定值算出当时的太阳辐照度，即可确定组件的 Isc (STC)；2.2 测组件的电压 V*：
2、2把标准电池（测辐照度用）和被测组件固定在同一测试平面上，在晴天的阳光下，通过改变该平面倾角选组件的短路电流 Isc*，使得Isc（STC） Isc*= Im （1） ; 其中 Im 是组件供应商提供的组件最大功率点的最佳负载电流，然后在此辐照度下测组件的开路电压 V*；3 比较和估算：组件供应商提供的组件最大功率点的最佳负载电压 Vm:则 Vm V* （2）如果测出的 V* Vm ，则说明组件供应商提供的组件额定功率高出最大可能的功率值 Pm*:Pm*=V*Im-（3）测出的组件 V* 与组件和环境温度有关，测试时尽可能让组件保持在 25C 左右；如果测出的极限功率大于厂家给出的功率，这是正
3、常的；但如果大的很多，说明厂家的太阳电池和组件组装的工艺有问题。但如果测出的极限功率小于厂家给出的功率，则厂家给出的功率不可信。4实例：确定组件的极限 IV 曲线4.1. 测太阳电池组件的“结 I-V 曲线”在连续变化的各祌太阳光辐照度下，测太阳电池（组件）的短路电3流（I）和开路电压（V）后求出它的关系曲线；方法是，把被测的某个电池面对太阳光照测电池的 I 和 V，然后改变电池与太阳光线夹角 ，每变化一次 ，测一次太阳电池的 I 和 V，举例如下 （注）：测 I 和 V* 90 85 83 80 77 73 70 65 55I(mA) 130 115 99 78 72 55 51 47 38
4、V (V) 26.0 25.0 24.6 24.0 23.4 22.8 22.5 22.3 22.1* 46 40 34 30 28 20 14 10I(mA) 28 24 17 14 9 6 2 1V (V) 21.0 20.9 20.2 20,1 19.6 18.0 15.0 11.0*：表中的数据只表明角度变化的次序（由大到小） ，具体数据还要根据电流 I 和电压 V 各自变化的间隔，要尽量相接近而定。130mA 和 26V 分别为太阳电池在“电池面对太阳光测电池的 I 和V”时，太阳光最大辐照度下的短路电流 ISC 和开路电压 VOC4.2 计算太阳电池在结电压 VJ 等于负载电压 V
5、R 状态下，负载电流IR 和负载电压 VR ：IR=ISC-IJ， VR=V=VJIR(mA) 0 15 31 52 58 75 79 83 92VR (V) 26.0 25.0 24.6 24.0 23.4 22.8 22.5 22.3 22.14IR(mA) 102 106 113 116 121 124 128 129 130VR (V) 21.0 20.9 20.2 20,1 19.6 18.0 15.0 11.0 04.3做图图中，横轴 VR (V) ， 纵轴 IR (mA)从图中求出最大功率点 PM，VM，IM然后求效率 =PM/太阳光辐照度 电池面积和曲线因子 FF= PM/VO
6、CISC（注）：测试举例用的是有色院(30 30cm)a-Si 太阳电池组件4.4. 确定负载的 I-V 曲线先确定太阳电池（组件）的固定负载电阻阻值 R*，然后在一定的太阳光辐照度下测电池组件的短路电流 ISC 并同时测 R 上的电压降VR 和通过负载 R 的电流 IR ；则在该太阳光辐照度下通过太阳电池组件内部的电流 IJ：IJ=ISCIR0501001500 10 20 30系 列 15改变太阳电池组件与太阳光线夹角 ，让组件的短路电流等于IJ=ISCIR 并测该太阳光辐照度下太阳电池组件的开路电压，即结电压 VJ，则太阳电池组件内部的串联电阻 RS：RS=（VJVR）/ IR或 VR=
7、 VJRS IR假设 RS = 10 则太阳电池组件确定负载 I-V 曲线和 P-V 曲线 :IR(mA) 0 15 31 52 58 75 79 83 92VJ (V) 26.0 25.0 24.6 24.0 23.4 22.8 22.5 22.3 22.1VR(V) 26.0 23.5 21.5 18.8 17.6 15.3 14.6 14 12.9P (mW) 0 353 667 978 1021 1148 1153 1162 1187IR(mA) 102 106 113 116 121 124 128 129 130VJ (V) 21.0 20.9 20.2 20,1 19.6 18.0 15.0 11.0 0VR(V) 10.8 10.3 8.9 8.5 7.5 5.6 2.2 -1.9 -1.3P (mW) 11021092 1006 986 908 694 282 -245 -1696-50510152025300 50 100 150系 列 1系 列 2系 列 3图中：横轴 IR (mA)， 纵轴 VJ(V) 2；纵轴 VR(V) 10500100015000 50 100 150图中：横轴 IR (mA)， 纵轴 P (mW)* ：如果太阳电池组件的负载是蓄电池，则不是固定负载电阻；蓄电池内部电阻值 R 随其荷电状态（SOC ）变化而变化。
