一种检测光伏组件应变量对其输出特性的影响的方法与流程

本发明涉及光伏组件研究领域，特别涉及一种检测光伏组件应变量对其输出特性的影响的方法。

背景技术：

根据国际可再生能源机构（TRENA）最新数据，2018年全球新增并网光伏装机量94.3GW，2018年全球所有可再生能源新增装机量171GW，太阳能新增装机量占可再生能源装机量的一半以上，累计光伏装机容量占全球可再生能源的1/3左右。这就意味着每年都有数千万个光伏组件在不同国家和地区的各种气候条件下使用，光伏组件要承受风沙、积雪、覆冰等环境条件。

目前在关于光伏组件在静态载荷的作用下产生的影响研究都是基于理论计算与各类有限元软件分析的情况下得到的结论，并无法得到真实有效的试验数据，增加了光伏电站项目规划设计时的评估难度和决策风险。

可见，现有技术还有待改进和提高。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种检测光伏组件应变量对其输出特性的影响的方法，旨在为光伏电站等工程项目提供更加真实可靠的数据作为评估和决策依据，提高评估准确性，减少决策失误。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种检测光伏组件应变量对其输出特性的影响的方法，包括下列步骤：

A. 将试验台设置在风洞实验室的转盘中心位置，光伏组件以一定安装方式安装在试验台上并测试和记录其初始数据；

B.将应变片安装在光伏组件表面并连接至应变检测仪进行校准；

C.设置风载荷级别、实验时长、实验风向，启动风洞实验设备对光伏组件施加载荷；

D.通过应变检测仪对光伏组件的应变数据进行采集记录；

E.关闭风洞实验设备，对光伏组件进行测试并记录其实验数据；

F.将初始数据、应变数据和实验数据进行归类整理或对比分析。

所述的检测光伏组件应变量对其输出特性的影响的方法，其中，所述步骤A包括以下步骤：

A01.将试验台设置在风洞实验室的转盘中心位置;

A02.将光伏组件以一定安装方式安装在试验台上并调节光伏组件的实验倾斜角；

A03.启动模拟光源，通过IV曲线测试仪测试并记录光伏组件在一定光照强度下的电流电压输出情况作为初始数据；

A04.关闭模拟光源，通过EL测试仪测试并记录光伏组件的内部缺陷情况作为初始数据。

所述的检测光伏组件应变量对其输出特性的影响的方法，其中，所述步骤E包括以下步骤：

E01.关闭风洞实验设备；

E02.启动模拟光源，通过IV曲线测试仪测试并记录光伏组件在所述步骤A03中相同的光照强度下的电流电压输出情况作为实验数据；

E03.关闭模拟光源，通过EL测试仪测试并记录光伏组件的内部缺陷情况作为实验数据。

所述的检测光伏组件应变量对其输出特性的影响的方法，其中，所述步骤B包括以下步骤：

B01.将应变片安装在光伏组件表面的固定部；

B02.将应变片安装在光伏组件表面的中心点；

BO3.将上述所有应变片与应变检测仪连接并进行校准。

所述的检测光伏组件应变量对其输出特性的影响的方法，其中，当进行一组同等风载荷级别、同等光伏组件安装方式、同等光伏组件实验倾斜角、同等实验风向、不同的实验时长的应变实验时，执行步骤E后，从步骤C重复进行应变实验，直至完成该组应变实验时才执行步骤F。

所述的检测光伏组件应变量对其输出特性的影响的方法，其中，当进行一组同等光伏组件安装方式、同等光伏组件实验倾斜角、同等实验风向、同等实验时长，不同的风载荷级别的应变实验时，执行步骤E后，从步骤C重复进行应变实验，直至完成该组应变实验时才执行步骤F。

所述的检测光伏组件应变量对其输出特性的影响的方法，其中，当进行一组同等光伏组件安装方式、同等实验风向、同等实验时长，同等风载荷级别、不同的光伏组件实验倾斜角的应变实验时，执行步骤E后，从步骤C重复进行应变实验且重新调节光伏组件的实验倾斜角，直至完成该组应变实验时才执行步骤F。

所述的检测光伏组件应变量对其输出特性的影响的方法，其中，当进行一组同等光伏组件安装方式、同等实验时长，同等风载荷级别、同等光伏组件实验倾斜角、不同的实验风向的应变实验时，执行步骤E后，更换光伏组件，从步骤A02重复进行应变实验，直至完成该组应变实验时才执行步骤F。

所述的检测光伏组件应变量对其输出特性的影响的方法，其中，当进行一组同等实验时长，同等风载荷级别、同等光伏组件实验倾斜角、同等实验风向、不同的光伏组件安装方式的应变实验时，执行步骤E后，更换光伏组件，从步骤A02重复进行应变实验，直至完成该组应变实验时才执行步骤F。

所述的检测光伏组件应变量对其输出特性的影响的方法，其中，所述应变片为全桥式应变片或半桥式应变片。

有益效果：

本发明提供了一种检测光伏组件应变量对其输出特性的影响的方法，相比现有技术，通过采用风洞实验室进行真实环境模拟以及将应变片安装在光伏组件表面的特殊点上，从而研究在外界环境的载荷作用下，光伏组件应变量对其输出特征的影响，包括载荷作用下的组件电流电压的输出特性以及内部缺陷情况的变化。相对于基于理论计算与各类有限元软件分析的情况下得到的数据结果，本检测方法为光伏电站等工程项目提供更加真实可靠的数据作为评估和决策依据，有效提高评估准确性和减少决策失误。

附图说明

图1为本发明检测光伏组件应变量对其输出特性的影响的方法的步骤示意图。

图2为本发明所述的光伏组件的卡扣式安装示意图。

主要元件符号说明：光伏组件100、试验台200、可调节光伏支架伸缩杆210、中心点301、卡扣点302、卡扣点303、卡扣点304、卡扣点305。

具体实施方式

本发明提供一种检测光伏组件应变量对其输出特性的影响的方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明的保护范围。

请参阅图1-2，本发明提供一种检测光伏组件应变量对其输出特性的影响的方法，包括下列步骤：

A. 将试验台200设置在风洞实验室的转盘中心位置，光伏组件100以一定安装方式安装在试验台上并测试和记录其初始数据，其中，所述用于实验的光伏组件优选为一批同一型号、同一批次、检测质量相仿的光伏组件，数量可以基于实验需求进行调整。

进一步地，所述步骤A包括以下步骤：

A01.将试验台200设置在合适大小的风洞实验室内，将试验台的底部固定在风洞实验室内的转盘中心位置，通过转动转盘可以在风洞实验室内模拟多达24个或以上的风向。

A02.将光伏组件100安装在试验台200上；其中，在本实施例中，参照屋顶阵列式光伏电站样式进行安装，在光伏组件的长边的4个点用卡扣的方式安装在试验台的支架结构上，这种安装方式可以使组件在荷载作用下由于铝框支架的变形而导致光伏组件整体的挠度较大，最后通过试验台的可调节光伏支架伸缩杆210调节光伏组件的实验倾斜角。

其中，根据应变实验的实际需要，可以采用不同的光伏组件安装方式进行实验，例如常用的卡扣式、插槽式、压块式等。

A03.启动模拟光源，通过IV曲线测试仪测试并记录光伏组件100在一定光照强度下的I（电流）-V（电压）曲线的输出特性情况，并将此作为初始数据。

A04.关闭模拟光源，采用EL测试仪检测光伏组件100的内部缺陷情况，包括隐裂、碎片、破片等异常情况，记录作为初始数据。

B.将应变片安装在光伏组件100表面并连接至应变检测仪进行校准。

进一步地，所述步骤B包括以下步骤：

B01.请参阅图2，将应变片安装在光伏组件100表面的固定部，其中，在本实施例中，所述固定部指光伏组件表面的卡扣点，采用四块应变片分别设置在卡扣点302、卡扣点303、卡扣点304、卡扣点305。

需要说明的是，当光伏组件100采用压块式的安装方式时，此时所述固定部指光伏组件表面的压块夹紧点，应变片安装在该处；当光伏组件采用插槽式的安装方式时，光伏组件的短边或长边滑入插槽内作为固定边，此时所述固定部指光伏组件的固定边，应变片可以等间距地设置在光伏组件的固定边上。

上述应变片的设置方式，可以真实有效地反映出光伏组件100与试验台200之间的连接处的形变情况，从而得出模拟环境对安装方式的影响。除上述列举的安装方式外，实验人员可以根据具体的安装方式，将应变片安装在光伏组件表面的固定部。

B02. 在本实施例中，将应变片安装在光伏组件100表面的中心点301，以配合上述安装在四个卡扣点的应变片，通过将五个应变片安装在光伏组件的五个特殊点上，可以真实有效地反映光伏组件整体在载荷作用下的形变情况，大大提高数据的可靠性。

BO3.在本实施例中，将上述五个应变片与应变检测仪连接并进行校准，其中，所述连接方式可为有线连接或无线连接等可用于数据传输的连接方式；应变检测仪优选为静态应变测试仪，例如：DH3818静态应变测试仪。

C.根据实验需求，设置风载荷级别、实验时长、实验风向，启动风洞实验设备，模拟真实环境对光伏组件100施加载荷。

D.在实验期间，应变检测仪通过应变片对光伏组件100的应变数据进行采集记录；其中，优选方式为，将应变检测仪连接至计算机，应变数据传输至计算机进行处理。

E.关闭风洞实验设备，对光伏组件100进行测试并记录其实验数据。

进一步地，所述步骤E包括以下步骤：

E01.关闭风洞实验设备；

E02.启动模拟光源，通过IV曲线测试仪测试并记录光伏组件100在所述步骤A03中相同的光照强度下的电流电压输出情况作为实验数据；

E03.关闭模拟光源，通过EL测试仪测试并记录光伏组件100的内部缺陷情况作为实验数据。

F.将初始数据、应变数据和实验数据进行归类整理或对比分析，对比实验前后的光伏组件100的电流电压输出特性和内部缺陷情况，进而研究光伏组件应变量对其输出特性的影响。

在某些实施方式中，当进行一组同等风载荷级别、同等光伏组件安装方式、同等光伏组件实验倾斜角、同等实验风向、不同的实验时长的应变实验时，执行步骤E后，从步骤C重复进行应变实验，直至完成该组应变实验时才执行步骤F。

在某些实施方式中，当进行一组同等光伏组件安装方式、同等光伏组件实验倾斜角、同等实验风向、同等实验时长，不同的风载荷级别的应变实验时，执行步骤E后，从步骤C重复进行应变实验，直至完成该组应变实验时才执行步骤F。

在某些实施方式中，当进行一组同等光伏组件安装方式、同等实验风向、同等实验时长，同等风载荷级别、不同的光伏组件实验倾斜角的应变实验时，执行步骤E后，从步骤C重复进行应变实验且重新调节光伏组件的实验倾斜角，直至完成该组应变实验时才执行步骤F。

在某些实施方式中，当进行一组同等光伏组件安装方式、同等实验时长，同等风载荷级别、同等光伏组件实验倾斜角、不同的实验风向的应变实验时，执行步骤E后，更换光伏组件，从步骤A02重复进行应变实验，直至完成该组应变实验时才执行步骤F。

在某些实施方式中，当进行一组同等实验时长，同等风载荷级别、同等光伏组件实验倾斜角、同等实验风向、不同的光伏组件安装方式的应变实验时，执行步骤E后，更换光伏组件，从步骤A02重复进行应变实验，直至完成该组应变实验时才执行步骤F。

综上所述，本方法通过采用风洞实验室进行真实环境模拟以及将应变片安装在光伏组件表面的特殊点上，从而研究在外界环境的载荷作用下，光伏组件应变量对其输出特征的影响。进一步地，本方法采用了控制变量法，对实验组中的各项实验因素，一次只改变其中一组实验，通过多次重复实验，使最后的实验结果误差降至最小；其中，研究实验时长、风载荷级别、实验倾斜角度等实验因素对结果的影响时，采用累积法，以叠加的方式进行多次实验，可有效提高测量的准确程度，进一步减小误差。相对于基于理论计算与各类有限元软件分析的情况下得到的数据结果，本方法为光伏电站等工程项目提供更加真实可靠的数据作为评估和决策依据，有效提高评估准确性和减少决策失误。

在某些实施方式中，所述应变片为全桥式应变片或半桥式应变片。优选为全桥式应变片，全桥式应变片具有高灵敏度的特点，可以大大提高检测精度。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明的保护范围。