光伏组件I-V测试常见异常及分析

光伏组件的I-V（电流-电压）测试是评估其性能的重要手段，通过分析I-V曲线的形状和参数，可以发现组件是否存在故障或性能下降等问题。以下是光伏组件I-V测试中常见的异常情况及其分析：

1. I-V曲线出现台阶和塌陷

表现：I-V曲线存在明显的台阶或塌陷。

可能原因：

• 外部因素：某些光伏组件存在阴影遮挡、非均匀性灰尘或污染腐蚀、光伏组串接收到不均匀的反射光。

• 光伏组件问题：存在旁路二极管短路情况、在同一个光伏组串中混装了不同参数的光伏组件、光伏组件被局部遮挡（如鸟粪）、光伏电池片破损。

案例：某电站中，鸟粪遮挡了光伏组件，导致I-V曲线出现台阶，输出功率降低约40%。

2. 短路电流偏小

表现：I-V曲线的短路电流（Isc）低于正常值。

可能原因：

• 外部因素：均匀的灰尘遮挡、条状污物、条形阴影。

• 测试方法问题：辐照度传感器与光伏阵列不在同一个平面、光谱响应不一致、测试时太阳光强变化过快。

• 光伏组件问题：组件功率衰减、透明封装材料透明度降低或变色。

3. 开路电压过低

表现：I-V曲线的开路电压（Voc）低于正常值。

可能原因：

• 外部因素：风速或辐照度不稳定导致组件温度不稳定。

• 测试方法问题：温度传感器位置不准确。

• 光伏组件问题：PID效应、部分组件被完全遮挡、旁路二极管损坏。

4. 膝盖变形

表现：开路电压和短路电流正常，但填充因子偏低。

可能原因：

• 组件老化。

• 同时存在其他异常情况（如第5和第6种异常）。

5. “墙”倾斜角度变小

表现：I-V曲线中“墙”部分的倾斜角度变小。

可能原因：

• 光伏组件连接电缆电阻过大。

• 连接器电阻过大。

• 电池片的串联电阻过大。

6. 并联电阻降低

表现：I-V曲线显示并联电阻（Rsh）降低。

可能原因：

• 外部因素：垂直安装的光伏组件底部存在阴影遮挡、锥形条状阴影或污物。

• 光伏组件问题：P-N结不理想或存在杂质，导致电池存在分流路径。

7. I-V曲线凹陷

表现：在短脉冲测试下，I-V曲线出现凹陷现象。

可能原因：

• PERC电池存在电容效应，传统短脉冲模拟器无法满足测试要求。

• 扫描方向引起I-V测试偏差，短脉冲测试时电荷分布未达到平衡。

8. “水平线”倾角过大

表现：I-V曲线中“水平线”部分的倾角过大。

可能原因：

• 组串的短路电流不匹配。

• 电池片的并联电阻过大。

• 阴影遮挡。

分析与建议

通过I-V曲线测试可以初步确定光伏组件的发电性能是否正常，并查找故障组件。然而，仅凭I-V曲线无法确定组件损坏的具体原因，还需结合其他检测手段和现场情况进一步分析。建议在光伏组件安装前进行抽样测试，安装后对光伏阵列进行全面测试，以确保组件性能和电站质量。