為了對比兩款組件的發電性能，在兩種極端氣候條件下做了兩組對比實驗。
一、實驗地點
我國地域廣闊，為了使實驗結果具有說服力，中國電器科學研究院工業產品環境適應性國家重點實驗室在西北和南方分別選取了兩個極端氣候實驗點。
實證基地1：三亞濕熱海洋氣候實證試驗基地
三亞位于北緯18.14°、東經109.31° ，是典型的熱帶海洋季風氣候，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℃。
三亞基地現場照片
實證基地2：吐魯番干熱氣候實證試驗基地
吐魯番市位于北緯42.91°、東經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，氣候主要特點是：空氣干燥、氣溫高、晝夜溫差大、降水少、風力強，素有“火州”、“風庫”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。
吐魯番基地現場照片
二、實驗內容
使用兩種晶硅組件（290Wp單晶PERC組件和260Wp多晶組件）各8塊，分別接入兩臺同一品牌、型號的3kW組串式逆變器；其他條件完全相同。對兩組發電量數據進行監測、對比。
1、實驗選用光伏組件的關鍵參數
本實驗選取的兩個品牌的光伏組件關鍵參數如下表。
表1：選用的兩種組件關鍵參數
“使用290Wp單晶PERC組件系統”以下簡稱系統A；
“使用260Wp多晶普通組件系統” 以下簡稱系統B。
2、初始功率校準
為保證數據的準確性，跟別對實驗的4組光伏組件進行了校準，為正偏差組件，如下表所示。
表2：兩個實證基地的組件初始功率
3、光伏組件穩定運行功率
兩個試驗站均于2016年8月底已完成安裝。經過3個月的運行，到2016年11月底時，
1）設備的故障均以排除，能夠穩定運行，從而排除故障對數據準確性影響。
2）基本完成了初始光致衰減（LID），光伏組件功率穩定。
因此，2016年12月份、2017年1月份的實驗數據基本能夠代表實驗的4組光伏組件未來的發電情況。
三、實驗結果及分析
1、三亞基地實驗結果及分析
在三亞實證基地，為了盡量減少線損等其他外屆因素的影響，讀取2016年12月份完整一個月的、逆變器的直流側和交流側數據，如圖1、圖2所示。
圖1：三亞實證基地2016年12月直流側發電量統計數據
圖2：三亞實證基地2016年12月交流側發電量統計數據
從圖1、圖2可以看出：
1）直流端提高百分比3.32%低于交流端的3.77%，主要原因可能是PERC組件電壓高，輸出電壓在逆變器MPPT電壓范圍內的比例更高。
2）直流側的單瓦發電量讀數：系統A高于系統B2%~6%，當月平均多發電3.32%；
其中，當輻照度較低時（日發電量少），如12月14~16日，系統A的發電量提升格外明顯，分別為5.52%、4.06%、5.09%，高于平均值3.32%。可見，系統A的輻照度較低時表現更加突出，主要原因可能因為單晶PERC組件得弱光性能好；另外，單晶PERC組件在1000nm以上紅外光的光電轉化率高可能也是原因之一。
1從不同輻照度發電量對比看弱光性
為了進一步驗證兩種組件的弱光性，對不同輻照度下的系統A、系統B的出力進行了對比。
圖3：不同輻照度下，兩組系統出力對比
從圖3可以看出，不同輻照度下，系統A相對于系統B的發電量提升在0.45%~6.94%之間，隨著輻照度的提升而逐漸降低。由此可見，在弱光條件下，系統A的優勢更加明顯，進一步印證了“單晶PERC組件得弱光性能好”。
2從逆變器開、停機時間對比分析弱光性
光伏組件在早晨弱光下發電時間早，則逆變器啟動早；在晚上弱光下停止發電時間晚，則逆變器關閉晚。對三亞基地逆變器的啟動、關閉時間進行統計，如圖4、圖5所示。
圖4：三亞實證基地2016年12月逆變器的早上的開機時間
圖5：三亞實證基地2016年12月逆變器的晚上的停機時間
從圖4、圖5可以看出：使用單晶PERC組件的系統早晨啟動時間平均早54秒，晚上停機時間平均晚6分3秒。這點充分證明，在普通多晶組件不能發電的弱光條件下，單晶PERC組件已經可以發電；單晶PERC組件的弱光發電性能好。
綜上所述，系統A相對于系統B發電量提高基于兩個因素：
因素一：
290Wp單晶PERC組件比260Wp普通多晶組件的峰值功率電壓高，輸出電壓在逆變器MPPT電壓范圍內的比例更高，大約造成0.45%的發電量差異；
因素二：
290Wp單晶PERC組件比260Wp普通多晶組件的弱光性能好，在低輻照度下發電量明顯增加，且每天開始發電早、停止發電晚。
除上述兩個因素外，溫度造成的發電量損失，也是一個重要因素。
3兩組光伏組件的溫升損失對比
圖6是兩組系統的組件溫升情況統計。
說明：圖中的組件溫升為全天平均的溫度升高
圖6：三亞實證基地2016年12月兩組組件的對比
該基地12月平均氣溫為23.8℃。從圖6可以看出，
1）光伏組件相對于環境溫度的全天平均溫升在1~5℃之間。對照圖1可以發現，輻照度越好時（日發電量高），溫升越大。
2）12月的31天中，系統B的溫升均明顯高于系統A，平均值為0.58℃。
可見，單晶PERC組件相對于環境溫度的溫升少，溫度系數低，也是造成系統A發電量高于系統B的重要原因。
2、吐魯番實驗結果及分析
在吐魯番實證基地，為了盡量減少線損等其他外屆因素的影響，讀取2017年1月份完整一個月的、逆變器的交流側數據，如圖7所示。
圖7：吐魯番實證基地2017年1月兩組組件的對比
從圖7中可以看出：
系統A的交流側發電量比系統B平均高3.64%。其結果與三亞實證基地的結果基本相同。
同時，也對吐魯番基地進行了不同輻照度下的發電量對比、溫升對比，結果與三亞基地基本相同，在此不再贅述。
四、實驗主要結論
通過采用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、干燥的吐魯番兩個實證基地的實驗數據表明：在交流側，單晶PERC組件的單瓦發電量比260Wp多晶組件的單瓦發電量分別高3.77%和3.64%。經數據分析，主要原因可能是以下3點：
290Wp單晶PERC組件比260Wp普通多晶組件
1）的弱光性能好，在低輻照度下發電量明顯增加，且每天開始發電平均早54秒、停止發電平均晚6分3秒。
2）相對于環境溫度的溫升少，溫度系數低。
3）峰值功率電壓高，輸出電壓在逆變器MPPT電壓范圍內的比例更高。
(審核編輯: 林靜)
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