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5BB、MBB弱光性能該如何比較
  發表時間:2019年08月21日  點擊數:553 次

     【編者按】本站已經陸續刊登了多篇5BB與MBB相關的深度技術剖析, "5BB、MBB組誰更勝一籌"的話題引起了一個技術討論的小高潮。目前看來,認為5BB優于MBB的一種解釋是5BB的弱光性能和斜面入射光效率以及電學性能要優于MBB組件,對此,小牛特別撰稿進行辨析。

  本文作者任職于寧夏小牛自動化,長期從事電池主柵工藝及電池片焊接技術研究,通過一些數據的推理和主柵數量的發展歷程,與大家共同探討,5BB、MBB,孰優孰劣?

  在弱光條件下,5BB、MBB,誰的發電性能更高?

  壹

  從光學角度分析弱光的利用效率

  普遍認為,光線減弱分為兩種情況。

  第一種情況,當光線斜射時入射角大,組件的有效受光面減少,光線仍為平行光線,光線的利用率雖有減少,但被圓形焊帶遮擋的光線

  第二種情況,當太陽光被云彩遮擋時,光線為散射光,無一致方向,圓形焊帶和扁形焊帶對光的二次利用相近,都極少。

  貳

  從電學角度分析分析弱光下的增益

  我們通過一組模型為大家計算弱光條件下,5BB與MBB的功率變化及變化速度。

  模型:在標準太陽條件下(1000W/㎡,AM1.5, 25℃),假設1塊5BB半片組件為310瓦,MBB組件為319.3瓦。(當選用相同的電池材料、電池形式做比較時,MBB組件較5BB組件增益約為3%,其中光學增益約2%,電學增益約1%)。陰天條件下,光線被云彩遮擋約80%,故我們設定當光線減弱至200W/m2,則:

  組件功率減少:

  5BB功率減少至:310W*20%=62W(因僅有20%的光線被照射)

  MBB功率減少至:319.3W*20%=63.86W(因僅有20%的光線被照射)。而弱光條件下,MBB 2%的光學增益優勢已不在,故MBB要多衰減2%,則MBB功率減少應為63.86W*(1-2%)=62.58W

  功率下降幅度為:

  5BB功率下降幅度:(310W-62W)/310W=80%.

  MBB功率下降幅度:(319.3W-62.58W)/319.3W=80.4%

  由此,我們可以看出,弱光條件下,MBB組件功率為62.58W,5BB組件功率為62W,MBB組件的發電功率依然是要優于5BB組件的。只是MBB功率下降幅度80.4%,較5BB功率下降的幅度80%更高,即MBB減少的功率更多,所以導致大家會誤認為弱光條件下MBB組件發電功量會低于5BB組件。

  但事實上,瘦死的駱駝比馬大,盡管MBB下降的功率比5BB多,但由于MBB初始功率高于5BB,所以弱光條件下的實際功率還是MBB大于5BB。

  到此,或許有人會說如果初始功率相同,功率下降幅度也就相同了。你是否要質疑為何不用功率相同的5BB和MBB來做推理計算?

  前面解釋過,如果只是主柵數量的差別,MBB功率標定高于5BB,這是所有爭議中不爭的事實,所以,如果用功率相同的5BB和MBB,那勢必電池類型等就不一致了,比較的就不是主柵數量這個參數了。

  叁

  弱光條件下5BB和MBB對比試驗設計

  既然研究人員如此關心5BB和MBB的弱光性能,甚至某些報告用不科學的試驗設計得出有爭議的責任(一篇主柵PK引發的爭議!),我們不妨設計一個室內模擬試驗來預測一下5BB和MBB的弱光性能。

  取樣:分別取同樣電池材料及類型的5BB、MBB組件若干

  測試1:測不同光輻照度下的垂直入射功率,看組件功率隨輻照度的變化;

  測試2:測不同光照入射角度在給定2-3個輻照度下的組件功率,看不同輻照度下組件功率隨入射角度的變化,通過變化率來預測不同入射角度下,光的最大利用率;

  如果有科研人員有興趣,我們可以共同見證一下上述試驗的過程和結果。

  多主柵的發展歷程

  探討過5BB與MBB的弱光性能理論推理對比,我們再回顧一下多主柵的發展歷程,以及為什么行業在探討多主柵將會成為未來主流?

  02

  主柵數量的演變之路

  2010年之前,市場上主流的光伏組件大多為2BB組件,轉換效率比較低,60片組件的輸出功率不到200W。隨著技術不斷進步,自2010年之后,電池片主柵數量幾乎每2-3年都會經歷一次革新,主柵數量從

  最初的2BB逐漸增加至3BB,4BB到目前使用較多的5BB組件。而自2017年以來,市場開始紛紛推出MBB組件。

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