為了對(duì)比兩款組件的發(fā)電性能，在兩種極端氣候條件下做了兩組對(duì)比實(shí)驗(yàn)。

我國(guó)地域廣闊，為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有說(shuō)服力，中國(guó)電器科學(xué)研究院工業(yè)產(chǎn)品環(huán)境適應(yīng)性國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在西北和南方分別選取了兩個(gè)極端氣候?qū)嶒?yàn)點(diǎn)。

實(shí)證基地1：三亞濕熱海洋氣候?qū)嵶C試驗(yàn)基地

三亞位于北緯18.14°、東經(jīng)109.31°  ，是典型的熱帶海洋季風(fēng)氣候，溫度高、濕度大。

年平均氣溫25.4℃，年平均降雨量1279mm。極端低溫為5.1℃，極端高溫為35.7℃。

三亞基地現(xiàn)場(chǎng)照片

實(shí)證基地2：吐魯番干熱氣候?qū)嵶C試驗(yàn)基地

吐魯番市位于北緯42.91°、東經(jīng)89.19 °，是典型的暖溫帶大陸性干旱荒漠氣候，氣溫高、晝夜溫差大。

因地處盆地之中，增熱迅速、散熱慢，氣候主要特點(diǎn)是：空氣干燥、氣溫高、晝夜溫差大、降水少、風(fēng)力強(qiáng)，素有“火州”、“風(fēng)庫(kù)”之稱。全年氣溫高于35℃的炎熱天氣，平均為99天；高于40℃的酷熱天氣，平均為28天。

吐魯番基地現(xiàn)場(chǎng)照片

使用兩種晶硅組件（290Wp單晶PERC組件和260Wp多晶組件）各8塊，分別接入兩臺(tái)同一品牌、型號(hào)的3kW組串式逆變器；其他條件完全相同。對(duì)兩組發(fā)電量數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、對(duì)比。

1、實(shí)驗(yàn)選用光伏組件的關(guān)鍵參數(shù)

本實(shí)驗(yàn)選取的兩個(gè)品牌的光伏組件關(guān)鍵參數(shù)如下表。

表1：選用的兩種組件關(guān)鍵參數(shù)

“使用290Wp單晶PERC組件系統(tǒng)”以下簡(jiǎn)稱系統(tǒng)A；

“使用260Wp多晶普通組件系統(tǒng)” 以下簡(jiǎn)稱系統(tǒng)B。

2、初始功率校準(zhǔn)

為保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，跟別對(duì)實(shí)驗(yàn)的4組光伏組件進(jìn)行了校準(zhǔn)，為正偏差組件，如下表所示。

表2：兩個(gè)實(shí)證基地的組件初始功率

3、光伏組件穩(wěn)定運(yùn)行功率

兩個(gè)試驗(yàn)站均于2016年8月底已完成安裝。經(jīng)過(guò)3個(gè)月的運(yùn)行，到2016年11月底時(shí)，

1）設(shè)備的故障均以排除，能夠穩(wěn)定運(yùn)行，從而排除故障對(duì)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性影響。

在三亞實(shí)證基地，為了盡量減少線損等其他外屆因素的影響，讀取2016年12月份完整一個(gè)月的、逆變器的直流側(cè)和交流側(cè)數(shù)據(jù)，如圖1、圖2所示。

圖1：三亞實(shí)證基地2016年12月直流側(cè)發(fā)電量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

圖2：三亞實(shí)證基地2016年12月交流側(cè)發(fā)電量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

從圖1、圖2可以看出：

為了進(jìn)一步驗(yàn)證兩種組件的弱光性，對(duì)不同輻照度下的系統(tǒng)A、系統(tǒng)B的出力進(jìn)行了對(duì)比。

圖3：不同輻照度下，兩組系統(tǒng)出力對(duì)比

從圖3可以看出，不同輻照度下，系統(tǒng)A相對(duì)于系統(tǒng)B的發(fā)電量提升在0.45%~6.94%之間，隨著輻照度的提升而逐漸降低。由此可見(jiàn)，在弱光條件下，系統(tǒng)A的優(yōu)勢(shì)更加明顯，進(jìn)一步印證了“單晶PERC組件得弱光性能好”。

2從逆變器開(kāi)、停機(jī)時(shí)間對(duì)比分析弱光性

光伏組件在早晨弱光下發(fā)電時(shí)間早，則逆變器啟動(dòng)早；在晚上弱光下停止發(fā)電時(shí)間晚，則逆變器關(guān)閉晚。對(duì)三亞基地逆變器的啟動(dòng)、關(guān)閉時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如圖4、圖5所示。

圖4：三亞實(shí)證基地2016年12月逆變器的早上的開(kāi)機(jī)時(shí)間

圖5：三亞實(shí)證基地2016年12月逆變器的晚上的停機(jī)時(shí)間

從圖4、圖5可以看出：使用單晶PERC組件的系統(tǒng)早晨啟動(dòng)時(shí)間平均早54秒，晚上停機(jī)時(shí)間平均晚6分3秒。這點(diǎn)充分證明，在普通多晶組件不能發(fā)電的弱光條件下，單晶PERC組件已經(jīng)可以發(fā)電；單晶PERC組件的弱光發(fā)電性能好。

綜上所述，系統(tǒng)A相對(duì)于系統(tǒng)B發(fā)電量提高基于兩個(gè)因素：

除上述兩個(gè)因素外，溫度造成的發(fā)電量損失，也是一個(gè)重要因素。

3兩組光伏組件的溫升損失對(duì)比

圖6是兩組系統(tǒng)的組件溫升情況統(tǒng)計(jì)。

說(shuō)明：圖中的組件溫升為全天平均的溫度升高

圖6：三亞實(shí)證基地2016年12月兩組組件的對(duì)比

該基地12月平均氣溫為23.8℃。從圖6可以看出，

在吐魯番實(shí)證基地，為了盡量減少線損等其他外屆因素的影響，讀取2017年1月份完整一個(gè)月的、逆變器的交流側(cè)數(shù)據(jù)，如圖7所示。

圖7：吐魯番實(shí)證基地2017年1月兩組組件的對(duì)比

從圖7中可以看出：

系統(tǒng)A的交流側(cè)發(fā)電量比系統(tǒng)B平均高3.64%。其結(jié)果與三亞實(shí)證基地的結(jié)果基本相同。

同時(shí)，也對(duì)吐魯番基地進(jìn)行了不同輻照度下的發(fā)電量對(duì)比、溫升對(duì)比，結(jié)果與三亞基地基本相同，在此不再贅述。

通過(guò)采用290Wp單晶PERC組件和260Wp多晶組件，在氣溫高、濕度大的三亞和溫度高、晝夜溫差大、干燥的吐魯番兩個(gè)實(shí)證基地的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：在交流側(cè)，單晶PERC組件的單瓦發(fā)電量比260Wp多晶組件的單瓦發(fā)電量分別高3.77%和3.64%。經(jīng)數(shù)據(jù)分析，主要原因可能是以下3點(diǎn)：

290Wp單晶PERC組件比260Wp普通多晶組件

1）的弱光性能好，在低輻照度下發(fā)電量明顯增加，且每天開(kāi)始發(fā)電平均早54秒、停止發(fā)電平均晚6分3秒。

2）相對(duì)于環(huán)境溫度的溫升少，溫度系數(shù)低。

3）峰值功率電壓高，輸出電壓在逆變器MPPT電壓范圍內(nèi)的比例更高。