【前沿預(yù)告】IV測(cè)試干貨矩陣來(lái)襲,德雷射科邀您共探專業(yè)深度!
從本月起,德雷射科將在公眾號(hào)、抖音號(hào)等平臺(tái),正式開(kāi)啟「IV測(cè)試專業(yè)內(nèi)容矩陣」更新計(jì)劃——
這里有的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范梳理,明晰測(cè)試領(lǐng)域的技術(shù)準(zhǔn)則與合規(guī)要點(diǎn);
有透徹的測(cè)試原理拆解,從基礎(chǔ)邏輯到進(jìn)階機(jī)制,層層講透核心本質(zhì);
有實(shí)用的操作技巧指南,讓設(shè)備效能在實(shí)操中精準(zhǔn)釋放;
更有貼心的維修保養(yǎng)秘籍,延長(zhǎng)設(shè)備壽命、保障測(cè)試穩(wěn)定性……
無(wú)論您是深耕行業(yè)的技術(shù)專家,還是剛接觸IV測(cè)試的新手,這些系統(tǒng)化內(nèi)容都將為您提供參考與啟發(fā)。
持續(xù)關(guān)注德雷射科公眾號(hào)、抖音號(hào),我們將以專業(yè)視角,陪您一步步解鎖IV測(cè)試的深度價(jià)值。
干貨已備好,就等您來(lái)一一點(diǎn)擊「關(guān)注」,不錯(cuò)過(guò)每一期硬核內(nèi)容~
模擬光源在高壓電源的驅(qū)動(dòng)下閃光,并持續(xù)一定的時(shí)間(通常:10-100ms),光伏組件在光照條件下產(chǎn)生一定的電流與電壓;
而電子負(fù)載和被測(cè)光伏組件形成一個(gè)完整回路,在計(jì)算機(jī)及軟件的控制下,根據(jù)測(cè)試的需要,動(dòng)態(tài)地與光伏電池連接或斷開(kāi),以便準(zhǔn)確地測(cè)試光伏電池的開(kāi)路電壓、短路電流,并描繪電池I-V特性曲線整個(gè)過(guò)程,測(cè)試最佳工作點(diǎn)功率及工作點(diǎn)電壓和電流。
電子負(fù)載通常為多量程負(fù)載,可以根據(jù)被測(cè)電池板的參數(shù)范圍,選擇最恰當(dāng)?shù)臋n位,以便實(shí)現(xiàn)測(cè)試數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)化。
工作原理:
① 測(cè)試前K閉合,Vc=0;
② 測(cè)試開(kāi)始時(shí),電流流經(jīng)K,I=ISC;
③ K打開(kāi),開(kāi)始向電容C充電,Vc上升,I下降;
④ 直到Vc=VOC,I=0;
⑤ 測(cè)試結(jié)束。
工作原理:
① 測(cè)試開(kāi)始前,K閉合,K1~Kn全部閉合;
② 測(cè)試開(kāi)始,I=Isc;
③ K1~Kn按照事先規(guī)定的順序開(kāi)啟/閉合,I逐漸減小,V逐漸上升;
④ 直到全部都開(kāi)啟,最后K開(kāi)啟,I=0,V=Voc;
⑤ 這個(gè)順序也可以反過(guò)來(lái)。
工作原理:
① 測(cè)試前,K閉合,Vg=15V,Q全部導(dǎo)通,Rds≈0;
② 測(cè)試開(kāi)始,I=Isc,V≈0;
③ Vg逐漸減小,Q逐漸關(guān)閉,Rds上升,I減小,V上升;
④ 結(jié)束時(shí),Rds≈∞,V=Voc,I=0;
⑤ 上述過(guò)程可以反過(guò)來(lái)。
四象限源表測(cè)試原理:
在太陽(yáng)能電池兩端外加一個(gè)可精準(zhǔn)調(diào)節(jié)的偏壓,正負(fù)方向與太陽(yáng)能電池光生電壓相反,這樣外加偏壓就是起了抵消太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的光電壓的作用。同時(shí)我們還能測(cè)量回路中的電流。太陽(yáng)能電池IV特性測(cè)試是在標(biāo)準(zhǔn)光照測(cè)試條件下進(jìn)行的。四象限源表被設(shè)置為一個(gè)電壓掃描輸出并測(cè)量相應(yīng)的電流值。根據(jù)開(kāi)路電壓的大小,我們可以調(diào)整電壓的步幅,比如每次步進(jìn)0.02V或者0.01V。
當(dāng)外加偏壓為0時(shí),這時(shí)回路就相當(dāng)于短路,但是由于電池內(nèi)部也是有阻抗的,測(cè)試得到的電流不是無(wú)窮大而是有一個(gè)有限值,這就是短路電流;調(diào)節(jié)電壓源大小,當(dāng)測(cè)試得到電流正好為0時(shí),外接電壓則正好等于電池電壓,稱之為開(kāi)路電壓。
四象限源表不僅可以精準(zhǔn)測(cè)試太陽(yáng)能電池亮場(chǎng)IV特性,而且方便測(cè)試測(cè)試暗場(chǎng)IV特性,加負(fù)電壓測(cè)試漏電流,暗場(chǎng)正電壓負(fù)電流。
可編程阻性電子負(fù)載是當(dāng)下主流負(fù)載技術(shù),下面著重講解一下該負(fù)載技術(shù)的幾種主流應(yīng)用場(chǎng)景及基本原理:
可編程阻性電子負(fù)載可以理解等效為一個(gè):滑動(dòng)變阻器,后續(xù)的描述中用滑動(dòng)變阻器代替電子負(fù)載。
工作原理簡(jiǎn)述:
① 滑動(dòng)變阻器勻速滑動(dòng),不同時(shí)間段的電壓變化率(dV/dt)相同;
② 阻值從0滑動(dòng)到無(wú)窮大(∞),該過(guò)程測(cè)試I-V參數(shù)變化為:起始短路狀態(tài),電流最大(Isc),電壓為0,最終斷路狀態(tài),電流為0,電壓從0逐漸升高到電壓最高(Voc),這也就是我們通常所說(shuō)I-V掃描模式;
③ 阻值從無(wú)窮大(∞)滑動(dòng)到0,此過(guò)程測(cè)試I-V參數(shù)變化為:起始開(kāi)路狀態(tài),電流為0,電壓最大(Voc),最終短路狀態(tài),電流最大(Isc),電壓為0,這也就是我們通常所說(shuō)的V-I掃描模式;
④ 應(yīng)用場(chǎng)景:容性不強(qiáng)的普通單多晶光伏組件I-V測(cè)試;
工作原理簡(jiǎn)述:
① 滑動(dòng)變阻器非勻速滑動(dòng),在短路及開(kāi)路兩個(gè)端點(diǎn)處,因只測(cè)試Isc與Voc兩個(gè)值,因此,滑動(dòng)變阻器可以快速滑動(dòng),以便節(jié)省出足夠的時(shí)間,在最大功率點(diǎn)附近,滑動(dòng)速度放緩,用于降低在最大功率點(diǎn)的電壓變化率(dV/dt),該測(cè)試方式,不同時(shí)間段的電壓變化率(dV/dt)不相同;
② 阻值的變化過(guò)程同線性掃描模式,可以從0到無(wú)窮大(∞),也可以從無(wú)窮大(∞)變化為0,實(shí)現(xiàn)I-V與V-I的掃描方式隨意切換;
③ 為適應(yīng)不同光伏組件類型及版型的精準(zhǔn)測(cè)量,建議拐點(diǎn)1與拐點(diǎn)2可以開(kāi)放;
④ 應(yīng)用場(chǎng)景:容性較強(qiáng)的PERC光伏組件I-V測(cè)試;
工作原理簡(jiǎn)述:
① 滑動(dòng)變阻器非勻速滑動(dòng),在短路及開(kāi)路處,滑動(dòng)變阻器快速滑動(dòng),在最大功率點(diǎn)附近,滑動(dòng)到一定阻值(r1),停留一段時(shí)間(ms級(jí)別),再繼續(xù)滑動(dòng)到下一個(gè)阻值(r2),再停留一段時(shí)間,依次往復(fù),該測(cè)試方式,不同時(shí)間段的電壓變化率(dV/dt)不相同,停留時(shí)間內(nèi)dV/dt=0;
② 阻值的變化過(guò)程同線性掃描模式,可以從0到無(wú)窮大(∞),也可以從無(wú)窮大(∞)變化為0,實(shí)現(xiàn)I-V與V-I的掃描隨意切換;
③ 該測(cè)試方法原理類似離散式阻性電子負(fù)載,非連續(xù),容易錯(cuò)過(guò)最大功率點(diǎn),對(duì)標(biāo)版的依賴性較強(qiáng),建議長(zhǎng)脈沖疊加該方法使用;
工作原理簡(jiǎn)述:
① 在一次雙光過(guò)程中,電子負(fù)載完成I-V與V-I的雙向掃描測(cè)試,輸出兩組IV曲線,并可以通過(guò)比較驗(yàn)證容性是否克服,若有磁滯偏離現(xiàn)象,則通過(guò)算法輸出綜合數(shù)據(jù);
② 在單方向掃描過(guò)程中可以采用線性掃描也可以采用非線性掃描模式;
③ 該測(cè)試方法對(duì)脈沖寬度要求較高:設(shè)定脈寬的2倍;
④ 該測(cè)試方法的綜合數(shù)據(jù)是依據(jù)正反掃算法得來(lái),非實(shí)測(cè);
⑤ 應(yīng)用場(chǎng)景:容性很強(qiáng)的HJT、TopCon光伏組件I-V測(cè)試;
工作原理簡(jiǎn)述:
① 設(shè)置分段測(cè)試次數(shù)(舉例:5次),則是把電壓(V)平均分為5段,每段只測(cè)試其中一段IV曲線,完成所有的測(cè)試后,再擬合成完整的最終曲線及數(shù)據(jù);
② 在單方向掃描過(guò)程中可以采用線性掃描也可以采用非線性掃描模式;
③ 該測(cè)試方法的依據(jù)被測(cè)樣品的容性強(qiáng)弱,對(duì)測(cè)試次數(shù)差異較大,PERC在6-8分段,IBC在30-50分段,HJT、TopCon:50-60分段也無(wú)法有效克服容性;
④ 應(yīng)用場(chǎng)景:實(shí)驗(yàn)室、三方機(jī)構(gòu),工廠不適用;
逐次逼近(SAT)測(cè)試模式
工作原理簡(jiǎn)述:
① 第1-2次閃光完成完整的I-V(電阻變化:0-∞)與V-I(電阻變化:∞-0)測(cè)試;
② 分別得到最大功率點(diǎn)所在位置范圍R1、R2(此時(shí)的R1、R2值未必是精準(zhǔn)的最大功率點(diǎn));
③ 第3-4次閃光依據(jù)2)中得到的R1、R2值,在一定范圍內(nèi),完成包含R1、R2的局部I-V(電阻變化:Ra-Rb)與V-I(電阻變化:Rb-Ra)測(cè)試,此時(shí)的dV減少,dt不變,并比較正反掃測(cè)試得到的兩組數(shù)據(jù)的差異,比較是否在設(shè)定的允差范圍內(nèi),若是,則測(cè)試停止,若否,繼續(xù)下面步驟;
④ 第3-4次閃光分別得到最新的最大功率點(diǎn)所在位置范圍R3、R4(此時(shí)的R3、R4值也未必是精準(zhǔn)的最大功率點(diǎn)),依次重復(fù)1-3步驟,直到正反向掃描符合設(shè)定的閾值范圍,則測(cè)試完成;
⑤ 在單方向掃描過(guò)程中可以采用線性掃描也可以采用非線性掃描模式;
⑥ 該測(cè)試方法對(duì)客戶開(kāi)放閾值設(shè)定、系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)試,不依賴標(biāo)版、不依賴脈寬,在較少的閃光次數(shù)(HJT:8-10次、TopCon:4-6次)可以有效克服HJT、TopCon容性,做到精確測(cè)試;
⑦ 應(yīng)用場(chǎng)景:檢測(cè)機(jī)構(gòu)、企業(yè)研發(fā)實(shí)驗(yàn)室、三方機(jī)構(gòu);
穩(wěn)態(tài)光源太陽(yáng)能組掃描測(cè)試模式
持續(xù)最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)測(cè)試:
運(yùn)用微擾算法,測(cè)試過(guò)程中不斷地反饋修正太陽(yáng)能電池的最大功率點(diǎn)位置,使電池長(zhǎng)時(shí)間保持在最大功率放電狀態(tài),放電過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)控輸出功率,通過(guò)設(shè)定測(cè)試時(shí)長(zhǎng)和掃描間隔時(shí)間采集記錄最大功率隨時(shí)間變化的值和P-t曲線。
動(dòng)態(tài)IV測(cè)試:
在最大功率點(diǎn)附近接近Vmp位置,設(shè)定一個(gè)電壓值V,在這個(gè)電壓條件下,一直采樣對(duì)應(yīng)的電流值I,直到該電流I穩(wěn)定了,則計(jì)算對(duì)應(yīng)的P值,再去變換另一電壓值,循環(huán)往復(fù),直到計(jì)算出來(lái)最大功率Pmax。
線性掃描(LCS/LVS):
常用的激勵(lì)方式。算法控制電子負(fù)載產(chǎn)生一個(gè)高度線性、斜率恒定的電流(LCS)或電壓(LVS)變化。例如,在 LCS 模式下,電流Iload(t)=K*t(K是斜率,單位 A/s)。這個(gè)受控的、已知的、快速的擾動(dòng)是整個(gè)算法的基礎(chǔ)。
為什么線性?
線性掃描簡(jiǎn)化了后續(xù)的數(shù)學(xué)處理。對(duì)于電容效應(yīng),IC=CdV/dt。在 LCS 中,dI/dt 是常數(shù)dV/dt 雖然不一定是常數(shù),但其變化相對(duì)可控;在 LVS 中,dV/dt 是常數(shù),dI/dt的變化可控。這比隨機(jī)或階躍擾動(dòng)更容易建模和分析。
算法設(shè)定參數(shù):
算法需要精確設(shè)定掃描的起始點(diǎn)(通常接近 0V 或 0A)、終止點(diǎn)(略大于預(yù)期 Voc 或 lsc)、掃描速度/斜率(K)和總掃描時(shí)間(Tsweep)這些參數(shù)的選擇是算法成功的關(guān)鍵。
(空格分隔,最多3個(gè),單個(gè)標(biāo)簽最多10個(gè)字符)
立即詢價(jià)
您提交后,專屬客服將第一時(shí)間為您服務(wù)