隨著氣候變化的影響加劇，碳中和可再生能源變得越發(fā)重要。對于年日照量大的地區(qū)而言，太陽能是一種清潔能源。由于太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率較低（低于50%），包含光伏逆變器（能夠?qū)⑻柲茈姵匕遢敵龅闹绷麟娹D(zhuǎn)換為交流電以供電網(wǎng)配電）的太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)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(guān)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(fù)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(zhǔn)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(chuàng)建其 I-V 曲線。太陽能電池制造商提供所需的參數(shù)。相關(guān)的規(guī)格參數(shù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)創(chuàng)建設(shè)備或系統(tǒng)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(shè)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(shè)置 PSB 電源

在 PV 模擬運行期間，用戶可以調(diào)節(jié) 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(shè)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(shù)，或者調(diào)節(jié) 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(guān)鍵功能。

將太陽能電池維持在其最大功率點運行，使系統(tǒng)能夠?qū)⒆畲罂捎霉β蕚鬏數(shù)脚潆娋W(wǎng)。PSB 的太陽能模擬器運行模式可以根據(jù)歐洲標(biāo)準(zhǔn) EN 50530 并網(wǎng)光伏逆變器的整體效率來評估逆變器的效率。此標(biāo)準(zhǔn)由歐洲電工標(biāo)準(zhǔn)化委員會 (CENELEC) 發(fā)布。當(dāng)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(xì)的參數(shù)。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(shù)。用戶還可以為其他類型的太陽能電池輸入特定參數(shù)。這些參數(shù)包括填充因子和溫度參數(shù)。

在 Function Generator（函數(shù)發(fā)生器）菜單中，選擇 PV EN-50530(PS) 選項卡，如圖 7 所示。執(zhí)行定義模擬參數(shù)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(shù)據(jù)文件。用戶可以選擇在數(shù)據(jù)點之間進行階躍轉(zhuǎn)換或在數(shù)據(jù)點間進行平滑曲線轉(zhuǎn)換。數(shù)據(jù)點之間的平滑轉(zhuǎn)換是“插值”選項。用戶可選擇存儲電壓和電流讀數(shù)，并通過 PC 接口將其傳輸?shù)?USB 存儲盤或 PC 上。這是“記錄”選項。當(dāng) 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(shù)的值。參見圖 8。

利用 EA POWER ConTROL 軟件模擬太陽能電池陣列

EA Power Control 軟件提供了一種模式，即，太陽能電池陣列模擬(SAS)，此模式可利用獨立電源或一組并聯(lián)電源模擬太陽能電池板陣列。在此模式下，用戶輸入所使用的電源以及每個電源所代表的電池板的 I-V 曲線。SAS 模式執(zhí)行兩種測試，即，靜態(tài)測試和動態(tài)最大功率點測試。參見圖 9。

       靜態(tài)測試為每塊電池板（電源）使用一個固定的最大功率點。受控變量為輻照度，以百分比值定義。太陽能電池板最大功率點隨輻照度而改變。光伏逆變器跟蹤最大功率點變化，并確立自己的最大功率點。太陽能電池陣列的 MPP 與太陽能逆變器測量的 MPP 之比（輻照度的函數(shù)）定義了逆變器的效率。

在動態(tài)測試中，電源模擬不同輻照水平、上升時間、上升峰值停留時間、下降時間和下降結(jié)束時停留時間引起的輸出變化。軟件中最多可以加載 50 行配置數(shù)據(jù)。圖 10 的窗口顯示了從下拉列表中選擇的電源的測得數(shù)據(jù)和測試狀態(tài)。

       測試完成后，測試結(jié)果將顯示在圖 9 和圖 10 所示的窗口中。可以使用 “Create Report”（創(chuàng)建報告）按鈕，將模擬陣列中所有電源的完整數(shù)據(jù)集保存至文件。

PSB 直流電源和 POWER CONTROL軟件為模擬太陽能電池板和太陽能電池陣列奠定堅實的基礎(chǔ)

  與使用需要固定光強和溫控的實際太陽能電池板的測試相比，使用電源模擬太陽能電池板可以實現(xiàn)真實的、可重復(fù)的和可控的輸出。前者對于設(shè)計和生產(chǎn)設(shè)施中的光伏逆變器的自動測試而言，既不特別可行，也不利于測試。無法在合理規(guī)模的制造設(shè)施中完成太陽能電池板陣列的測試。較高的占地成本，加之較難控制個別電池板的光強和溫度，使得在成本方面便讓人望而卻步，而且由此生成的測試數(shù)據(jù)也可能難以被復(fù)制和驗證。