隨著氣候變化的影響加劇,碳中和可再生能源變得越發重要。對于年日照量大的地區而言,太陽能是一種清潔能源。由于太陽能電池將太陽能轉化為電能的效率較低(低于50%),包含光伏逆變器(能夠將太陽能電池板輸出的直流電轉換為交流電以供電網配電)的太陽能電池發電系統需要盡可能地高效。測試逆變器最大輸出太陽能電池的能力是對逆變器的關鍵性能要求。以電源取代太陽能電池可為測試光伏逆變器提供受控且可重復的輸出。可以模擬太陽能電池輸出特性的電源提供了更逼真的模擬電源,從而可以更準確地測試光伏逆變器的性能。
要模擬太陽能電池或電池陣列,需要創建其 I-V 曲線。太陽能電池制造商提供所需的參數。相關的規格參數包括 ISC、VOC 和 PMP。他們可能會提供 I-V 曲線和最大功率曲線。此數據可用于得出填充因子。
因此,要模擬太陽能電池、電池板或電池陣列,必須基于可用的數據創建設備或系統輸出的 I-V 曲線,且必須確定填充因子。這就需要使用能夠按照太陽能設備 I-V 曲線運行的儀器。該儀器還必須擁有足夠的功率,以輸出太陽能電池板或電池陣列的最大容量。
為模擬太陽能電池板設置 PSB 電源
在 PV 模擬運行期間,用戶可以調節 Irradiance(輻照度),以模擬太陽能電池板上接收的光照強度。輻照度的設置范圍為 0%(漆黑)至 100%(陽光強度最大)。如圖 6 所示,輻照度的變化使 I-V 曲線沿 I-軸移動。可以通過在顯示屏上輸入新讀數,或者調節 PSB 前面板上的旋鈕來改變輻照度。
顯示屏顯示了輸出電壓、電流和功率。還顯示了輻照度以及與最大功率點相比的輸出功率幅度的圖表。
使用 PSB 直流電源測試太陽能逆變器
確保光伏逆變器可以跟蹤或維持太陽能電池在最大功率點的運行是光伏逆變器的關鍵功能。
將太陽能電池維持在其最大功率點運行,使系統能夠將最大可用功率傳輸到配電網。PSB 的太陽能模擬器運行模式可以根據歐洲標準 EN 50530 并網光伏逆變器的整體效率來評估逆變器的效率。此標準由歐洲電工標準化委員會 (CENELEC) 發布。當前版本的日期為 2010 年 4 月 1 日。
PSB 具有 EN50530 測試模式,為太陽能電池模擬增加了更詳細的參數。用戶可以為晶體硅太陽能電池板或薄膜材料電池板選擇已編程的參數。用戶還可以為其他類型的太陽能電池輸入特定參數。這些參數包括填充因子和溫度參數。
在 Function Generator(函數發生器)菜單中,選擇 PV EN-50530(PS) 選項卡,如圖 7 所示。執行定義模擬參數的步驟。如果選擇了其中一個日間趨勢模擬模式,則會提示用戶從 USB 存儲盤或 PC 加載數據文件。用戶可以選擇在數據點之間進行階躍轉換或在數據點間進行平滑曲線轉換。數據點之間的平滑轉換是“插值”選項。用戶可選擇存儲電壓和電流讀數,并通過 PC 接口將其傳輸到 USB 存儲盤或 PC 上。這是“記錄”選項。當 EN50530 模式的所有選項編程完成后,顯示主界面。即可開始運行仿真模擬。顯示屏顯示模擬太陽能電池板的輸出和受控參數的值。參見圖 8。
利用 EA POWER ConTROL 軟件模擬太陽能電池陣列