【前沿預(yù)告】IV測試干貨矩陣來襲,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、抖音號等平臺,正式開啟「IV測試專業(yè)內(nèi)容矩陣」更新計劃——
這里有的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范梳理,明晰測試領(lǐng)域的技術(shù)準(zhǔn)則與合規(guī)要點(diǎn);
有透徹的測試原理拆解,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,延長設(shè)備壽命、保障測試穩(wěn)定性……
無論您是深耕行業(yè)的技術(shù)專家,還是剛接觸IV測試的新手,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、抖音號,我們將以專業(yè)視角,陪您一步步解鎖IV測試的深度價值。
干貨已備好,就等您來一一點(diǎn)擊「關(guān)注」,不錯過每一期硬核內(nèi)容~
模擬光源在高壓電源的驅(qū)動下閃光,并持續(xù)一定的時間(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)載和被測光伏組件形成一個完整回路,在計算機(jī)及軟件的控制下,根據(jù)測試的需要,動態(tài)地與光伏電池連接或斷開,以便準(zhǔn)確地測試光伏電池的開路電壓、短路電流,并描繪電池I-V特性曲線整個過程,測試最佳工作點(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)測試數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)化。
工作原理:
① 測試前K閉合,Vc=0;
② 測試開始時,電流流經(jīng)K,I=ISC;
③ K打開,開始向電容C充電,Vc上升,I下降;
④ 直到Vc=VOC,I=0;
⑤ 測試結(jié)束。
工作原理:
① 測試開始前,K閉合,K1~Kn全部閉合;
② 測試開始,I=Isc;
③ K1~Kn按照事先規(guī)定的順序開啟/閉合,I逐漸減小,V逐漸上升;
④ 直到全部都開啟,最后K開啟,I=0,V=Voc;
⑤ 這個順序也可以反過來。
工作原理:
① 測試前,K閉合,Vg=15V,Q全部導(dǎo)通,Rds≈0;
② 測試開始,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,Rds≈∞,V=Voc,I=0;
⑤ 上述過程可以反過來。
四象限源表測試原理:
在太陽能電池兩端外加一個可精準(zhǔn)調(diào)節(jié)的偏壓,正負(fù)方向與太陽能電池光生電壓相反,這樣外加偏壓就是起了抵消太陽能電池產(chǎn)生的光電壓的作用。同時我們還能測量回路中的電流。太陽能電池IV特性測試是在標(biāo)準(zhǔn)光照測試條件下進(jìn)行的。四象限源表被設(shè)置為一個電壓掃描輸出并測量相應(yīng)的電流值。根據(jù)開路電壓的大小,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,這時回路就相當(dāng)于短路,但是由于電池內(nèi)部也是有阻抗的,測試得到的電流不是無窮大而是有一個有限值,這就是短路電流;調(diào)節(jié)電壓源大小,當(dāng)測試得到電流正好為0時,外接電壓則正好等于電池電壓,稱之為開路電壓。
四象限源表不僅可以精準(zhǔn)測試太陽能電池亮場IV特性,而且方便測試測試暗場IV特性,加負(fù)電壓測試漏電流,暗場正電壓負(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:滑動變阻器,后續(xù)的描述中用滑動變阻器代替電子負(fù)載。
工作原理簡述:
① 滑動變阻器勻速滑動,不同時間段的電壓變化率(dV/dt)相同;
② 阻值從0滑動到無窮大(∞),該過程測試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I-V掃描模式;
③ 阻值從無窮大(∞)滑動到0,此過程測試I-V參數(shù)變化為:起始開路狀態(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的V-I掃描模式;
④ 應(yīng)用場景:容性不強(qiáng)的普通單多晶光伏組件I-V測試;
工作原理簡述:
① 滑動變阻器非勻速滑動,在短路及開路兩個端點(diǎn)處,因只測試Isc與Voc兩個值,因此,滑動變阻器可以快速滑動,以便節(jié)省出足夠的時間,在最大功率點(diǎn)附近,滑動速度放緩,用于降低在最大功率點(diǎn)的電壓變化率(dV/dt),該測試方式,不同時間段的電壓變化率(dV/dt)不相同;
② 阻值的變化過程同線性掃描模式,可以從0到無窮大(∞),也可以從無窮大(∞)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)測量,建議拐點(diǎn)1與拐點(diǎn)2可以開放;
④ 應(yīng)用場景:容性較強(qiáng)的PERC光伏組件I-V測試;
工作原理簡述:
① 滑動變阻器非勻速滑動,在短路及開路處,滑動變阻器快速滑動,在最大功率點(diǎn)附近,滑動到一定阻值(r1),停留一段時間(ms級別),再繼續(xù)滑動到下一個阻值(r2),再停留一段時間,依次往復(fù),該測試方式,不同時間段的電壓變化率(dV/dt)不相同,停留時間內(nèi)dV/dt=0;
② 阻值的變化過程同線性掃描模式,可以從0到無窮大(∞),也可以從無窮大(∞)變化為0,實(shí)現(xiàn)I-V與V-I的掃描隨意切換;
③ 該測試方法原理類似離散式阻性電子負(fù)載,非連續(xù),容易錯過最大功率點(diǎn),對標(biāo)版的依賴性較強(qiáng),建議長脈沖疊加該方法使用;
工作原理簡述:
① 在一次雙光過程中,電子負(fù)載完成I-V與V-I的雙向掃描測試,輸出兩組IV曲線,并可以通過比較驗(yàn)證容性是否克服,若有磁滯偏離現(xiàn)象,則通過算法輸出綜合數(shù)據(jù);
② 在單方向掃描過程中可以采用線性掃描也可以采用非線性掃描模式;
③ 該測試方法對脈沖寬度要求較高:設(shè)定脈寬的2倍;
④ 該測試方法的綜合數(shù)據(jù)是依據(jù)正反掃算法得來,非實(shí)測;
⑤ 應(yīng)用場景:容性很強(qiáng)的HJT、TopCon光伏組件I-V測試;
工作原理簡述:
① 設(shè)置分段測試次數(shù)(舉例:5次),則是把電壓(V)平均分為5段,每段只測試其中一段IV曲線,完成所有的測試后,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 該測試方法的依據(jù)被測樣品的容性強(qiáng)弱,對測試次數(shù)差異較大,PERC在6-8分段,IBC在30-50分段,HJT、TopCon:50-60分段也無法有效克服容性;
④ 應(yīng)用場景:實(shí)驗(yàn)室、三方機(jī)構(gòu),工廠不適用;
逐次逼近(SAT)測試模式
工作原理簡述:
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)測試;
② 分別得到最大功率點(diǎn)所在位置范圍R1、R2(此時的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)測試,此時的dV減少,dt不變,并比較正反掃測試得到的兩組數(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,則測試完成;
⑤ 在單方向掃描過程中可以采用線性掃描也可以采用非線性掃描模式;
⑥ 該測試方法對客戶開放閾值設(shè)定、系統(tǒng)自動測試,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,做到精確測試;
⑦ 應(yīng)用場景:檢測機(jī)構(gòu)、企業(yè)研發(fā)實(shí)驗(yàn)室、三方機(jī)構(gòu);
穩(wěn)態(tài)光源太陽能組掃描測試模式
持續(xù)最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)測試:
運(yùn)用微擾算法,測試過程中不斷地反饋修正太陽能電池的最大功率點(diǎn)位置,使電池長時間保持在最大功率放電狀態(tài),放電過程實(shí)時監(jiān)控輸出功率,通過設(shè)定測試時長和掃描間隔時間采集記錄最大功率隨時間變化的值和P-t曲線。
動態(tài)IV測試:
在最大功率點(diǎn)附近接近Vmp位置,設(shè)定一個電壓值V,在這個電壓條件下,一直采樣對應(yīng)的電流值I,直到該電流I穩(wěn)定了,則計算對應(yīng)的P值,再去變換另一電壓值,循環(huán)往復(fù),直到計算出來最大功率Pmax。
線性掃描(LCS/LVS):
常用的激勵方式。算法控制電子負(fù)載產(chǎn)生一個高度線性、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)。這個受控的、已知的、快速的擾動是整個算法的基礎(chǔ)。
為什么線性?
線性掃描簡化了后續(xù)的數(shù)學(xué)處理。對于電容效應(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,單個標(biāo)簽最多10個字符)
立即詢價
您提交后,專屬客服將第一時間為您服務(wù)