光伏組件特性曲線又叫I-V曲線，這個曲線是分析光伏組件發(fā)電性能的重要依據(jù)。一般情況下，組件出廠時都要進行I-V曲線測試，以便確定組件的電性能是否正常和功率大小。但是在電站安裝完成后很少人會再去對陣列進行I-V曲線測試，從我的從業(yè)經(jīng)驗來看我認(rèn)為這個是非常有必要的。

光伏電站中出現(xiàn)光伏組件發(fā)電性能問題的電站占總電站數(shù)量的比例至少在10%以上，只有進行了I-V曲線測試并進行認(rèn)真分析，才能確保光伏陣列安裝后的質(zhì)量沒有問題。

光伏組件的電性能故障一般不會導(dǎo)致光伏電站停止發(fā)電或者安全事故，只會降低發(fā)電效率，按相關(guān)規(guī)范規(guī)定，當(dāng)發(fā)電效率下降5%以上時，電站質(zhì)量就判定為不合格。

雖然通過特性曲線可以發(fā)現(xiàn)組件的問題，但是如果想進一步解決問題，還需要對特性曲線進行認(rèn)真的分析才能找到原因。

光伏組件的特性曲線異常通常是有以下原因造成的：灰塵遮擋、個別電池片破碎、組件參數(shù)不匹配、旁路二極管短路等。

下圖是光伏組件的特性曲線，正常的時候這個曲線是很平滑的，而且可以明顯看到有三個部分，第一部分是“水平線”（近乎水平，只有一點點下降），第二部分是“膝蓋”（近乎圓?。?，第三部分是“墻”（近乎垂直）。

圖1 光伏組件特性曲線

如果光伏組件有故障，那么整個光伏陣列的特性曲線就會出現(xiàn)異常，以下我們以實際的例子對上面的內(nèi)容進行詳細(xì)的講解。

在對光伏陣列進行測試前，我們需要先把組件的灰塵清理干凈，然后再對光伏陣列進行I-V曲線掃描，由于在戶外測試時，測試結(jié)果容易受環(huán)境變化影響，為確保結(jié)果真實可靠，我們對同一個光伏陣列要測試三次以上?，F(xiàn)在市場上有很多儀器可以對光伏陣列的I-V特性曲線進行現(xiàn)場測試，本文提供的光伏曲線案例全部是通過意大利HT公司生產(chǎn)的I-V400測試儀得到的。

01 - 多膝蓋

“多膝蓋”，從這個曲線可以知道光伏陣列中有個別組件的旁路二極管已經(jīng)短路，原因可能是以下：光伏組件被陰影遮擋、部分電池片損壞、組件旁路二極管損壞、個別組件的功率偏低；

圖2 第1種異常情況案例

02 - 短路電流偏小

短路電流偏小，原因可能是組件功率衰減，也可能是測試時操作不當(dāng)（比如，輻照度計放置傾角不正確，測試時太陽光強變化過快造成的；

圖3 第2種異常情況案例

03 - 開路電壓過低

開路電壓過低，原因可能是以下：ＰＩＤ效應(yīng)、部分光伏組件被完全遮擋、旁路二極管損壞等，還有可能是測試時操作不當(dāng)（比如：溫度測量不準(zhǔn)確）造成的；

圖4 第3種異常情況案例

04 - 膝蓋變形

“膝蓋變形”，表現(xiàn)為開路電壓和短路電流都正常，但是填充因子偏低，造成這種情況的原因可能是組件老化，也可能是第5和第6種異常同時發(fā)生造成的。

圖5 第4種異常情況實例

05 - “墻”傾斜角度變小

“墻”傾斜角度變小，造成這種情況的原因可能是以下：光伏組件連接電纜電阻過大，連接器電阻過大，電池片的串聯(lián)電阻過大等。

圖6 第5種異常情況實例

06 - “水平線”傾角過大

“水平線”傾角過大，造成這種情況的原因可能是以下：組串的短路電流不匹配、電池片的并聯(lián)電阻過大、陰影遮擋。

以下是電站實際測試過程遇到的實際案例：

圖7 第1和第6種異常情況實例

圖8 第6種異常情況實例

組件實際參數(shù)與標(biāo)稱值不匹配實例

通過分析光伏陣列的I-V特性曲線形狀不僅可以初步確定光伏組件的發(fā)電性能是否正常，還可以查找到有故障的光伏組件，從而更換故障組件解決問題，但是卻不能進一步確定造成組件損壞的原因。

光伏組件出廠后經(jīng)過運輸、搬運、安裝才能使用，如果在使用的過程中發(fā)現(xiàn)發(fā)電量偏低后才來查找原因是不適當(dāng)?shù)模驗槿魏我粋€環(huán)節(jié)的失誤都會造成組件損傷。所以我們建議在光伏組件安裝前對組件進行抽樣測試，在光伏組件安裝固定后對光伏陣列進行全部測試。