От отдельных чипов до компонентов, NGI помогает эффективно тестировать солнечные батареи! 

23 марта 2025 года Национальная ключевая лаборатория науки и технологий компании Trina Solar, ведущего предприятия в области интеграции фотоэлектрических систем, официально объявила о успешной разработке первой в мире промышленной солнечной батареи стандартного размера мощностью более 800 Вт. По сравнению с традиционными солнечными батареями, данный продукт мощностью 808 Вт позволяет сократить количество модулей на 30% при одинаковой площади, а сертификация сторонней организации зафиксировала максимальный КПД на уровне 31,1%, что значительно снижает затраты на строительство электростанций и площадь земельного участка. Этот шаг знаменует собой эпохальное преобразование фотоэлектрической отрасли от технологии «кремниевых элементов» к технологии «многослойных элементов».

Что такое солнечная батарея? Какие существуют стандарты и методы её тестирования? Далее мы подробно расскажем об этом.

Что такое солнечная батарея?

Солнечная батарея — это полупроводниковый фотослой, который напрямую генерирует электричество от солнечного света, также называемый «солнечной микросхемой» или «фотоэлементом». Благодаря фотоэлектрическому эффекту (солнечный свет вызывает возникновение разности потенциалов между различными участками полупроводникового материала), при достижении определённой освещённости солнечная батарея мгновенно может выдавать напряжение и, при наличии цепи, генерировать ток.

От отдельных чипов до компонентов, NGI помогает эффективно тестировать солнечные батареи!

Солнечные элементы можно разделить на два типа: отдельные солнечные элементы и фотогальванические модули. Фотогальванический модуль изготавливается путем пайки, ламинирования и установки в рамку определённого количества отдельных солнечных элементов.

Типичные электрические параметры солнечных элементов:

Рабочее напряжение: напряжение отдельного солнечного элемента обычно составляет 0,4–0,7 В, а распространённые солнечные модули включают 36/54/60/72/96 элементов, соединённых последовательно, напряжение при этом около 18 В/27 В/30 В/36 В/48 В.

Рабочий ток: для 5-дюймового элемента ток составляет 4–5 А, для 6-дюймового — 7–8 А.

Рабочая мощность: в настоящее время мощность отдельного солнечного элемента около 5 Вт, а мощность модуля зависит от конкретного применения. Например, у солнечных уличных фонарей мощность обычно около 70 Вт (это связано с мощностью светодиодов и временем работы от аккумулятора), наземные и крыши фотостанций имеют модули мощностью 550–700 Вт, в настоящее время максимальная мощность превысила 800 Вт и продолжает расти.

КПД: современная основная масса фотогальванических модулей имеет КПД выше 20%. Так, эффективность популярных на рынке HJT-элементов достигает 23%, элементы TOPCon имеют КПД до 24%, массовое производство BC-элементов достигает 24,6%, а теоретический предел может достигать 29,56%.

Проект и методы тестирования солнечных батарей

Основные стандарты, на которые опирается тестирование солнечных батарей, следующие:

От отдельных чипов до компонентов, NGI помогает эффективно тестировать солнечные батареи!

Вышеуказанный стандарт тестирования включает тестирование физических характеристик (например, характеристики IV, эффективность фотопреобразования, коэффициент заполнения и т.д.), тестирование надежности (например, испытания при циклическом изменении температуры, проверка изоляционного сопротивления и т.д.), тестирование безопасности и другие виды испытаний. Далее будет сделан акцент на тестировании характеристик IV.

От отдельных чипов до компонентов, NGI помогает эффективно тестировать солнечные батареи!

При тестировании солнечных батарей батарею или фотомодуль подключают к электронному нагрузочному устройству, и с помощью тестирования I-V через электронную нагрузку в режиме прямого и обратного сканирования получают соответствующую I-V кривую солнечной батареи. По измеренной I-V кривой можно определить напряжение холостого хода Voc, ток короткого замыкания Isc, максимальную выходную мощность Pm, оптимальное рабочее напряжение Vm и оптимальный рабочий ток Im. Через заданные интервалы времени повторяют тестирование I-V, чтобы получить изменения параметров производительности со временем старения.

NGI Программа тестирования солнечных батарей

Для удовлетворения требований тестирования I-V кривых солнечных батарей была разработана тестовая система NGI для солнечных батарей. Система состоит из многоканального программируемого электронного нагрузочного устройства и программного обеспечения NS92000 для многоканального тестирования I-V кривых солнечных батарей, что позволяет проводить параллельное тестирование нескольких каналов солнечных батарей.

От отдельных чипов до компонентов, NGI помогает эффективно тестировать солнечные батареи!

• Многоканальная параллельная работа, высокая эффективность тестирования

Эта система может гибко выбирать тип многоканальной нагрузки в зависимости от измеряемого напряжения, тока и мощности солнечных батарей. Каналы могут тестироваться параллельно и синхронно, что повышает эффективность тестирования.

От отдельных чипов до компонентов, NGI помогает эффективно тестировать солнечные батареи!

• Тестирование с разнообразными функциями, соответствующее различным рабочим условиям

Программное обеспечение для тестирования I-V кривых многоканальных фотоэлектрических элементов NS92000 поддерживает различные режимы тестирования I-V/MPPT/V-t/I-t и позволяет измерять изменение параметров солнечных элементов с течением времени при различной эксплуатации.

От отдельных чипов до компонентов, NGI помогает эффективно тестировать солнечные батареи!