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所有PV光伏板的銘牌上都有與模塊性能相關參數信息,包括開路電壓(Vo/c)、短路電流(Is/c)、最大功率點(Vmpp和Impp)的電壓和電流以及最大功率(Pmax)。生產光伏模塊時,制造商會通過進行I-V曲線測量來檢查性能并確定銘牌參數值。
光伏模塊產生的電壓和電流取決于輻照度水平、輻照度的光譜含量和模塊溫度。為了與光伏模塊銘牌上的數據有效比對,我們需要知道測量時的條件。制造商在標準測試條件下(STC)測量模塊的額定值,輻照度為1000W/m2,模塊溫度為25oC,并使用相當于空氣質量AM=1.5的輻照度源。
如果我們想將現場測量的性能數據直接與額定板值進行比較,則必須將測量值轉換為STC。轉換需要測量時輻照度水平和光伏模塊溫度的測量值。
太陽能光伏電池或模塊產生的電能是電流(I)和電壓(V)特性的函數。測量電流和電壓之間的關系,同時改變連接到光伏電池或模塊的電氣負載,從開路到短路,會產生特征電流與電壓(I-V)曲線,如下圖1所示。曲線與電流和電壓軸相交的點分別是短路電流Is/c和開路電壓Vo/c。
功率是電壓和電流的乘積,因此圖2所示的功率與電壓曲線可以從測量的電壓和電流數據中生成。功率與電壓曲線顯示了功率最大值(Pmax)的點。相應的最大功率點Mpp顯示在I-V曲線上。加載PV模塊,使電流為Impp,電壓為Vmpp,將使得PV模塊在最大功率點(Mpp)運行,并產生最大發電量。
填充系數(FF)是下圖中以深藍色區域所表征的實際最大功率與短路電流Is/c和開路電壓Vo/c的乘積(淺藍色方塊區域)之比。
填充因子本質上是衡量光伏模塊效率的指標,理論最大值取決于用于構建模塊的硅類型等因素。然而,與預期值的偏差或填充因子的變化可以用于發現光伏模塊存在的問題。