Ensaios de compatibilidade de inversores solares: correspondencia con diferentes módulos fotovoltaicos

Proba de compatibilidade de inversores solares: correspondencia con distintos módulos fotovoltaicos

1. Visión xeral da proba de compatibilidade de inversores solares e módulos fotovoltaicos

1.1 Finalidade e significado da proba
Proba de compatibilidade deinversores solarese módulos fotovoltaicos é esencial para garantir o funcionamento estable e a xeración de enerxía eficiente dos sistemas de xeración de enerxía solar. Co rápido desenvolvemento do mercado da enerxía solar, apareceron no mercado varias marcas e modelos de módulos fotovoltaicos e inversores, e os problemas de compatibilidade entre eles fixéronse cada vez máis destacados. Segundo as estatísticas relevantes, preto do 30% dos fallos do sistema de xeración de enerxía solar son causados ​​pola incompatibilidade entre os módulos fotovoltaicos e os inversores. Polo tanto, as probas de compatibilidade poden reducir eficazmente a taxa de fallo do sistema, mellorar a eficiencia da xeración de enerxía, prolongar a vida útil do sistema e proporcionar garantía para o funcionamento fiable dos sistemas de xeración de enerxía solar. Ademais, as probas de compatibilidade tamén poden proporcionar unha referencia para que os usuarios elixan módulos fotovoltaicos e inversores axeitados e promover o desenvolvemento saudable da industria da enerxía solar.
1.2 Normas e especificacións de proba
Na actualidade, formuláronse unha serie de normas e especificacións para probas de compatibilidade de inversores solares e módulos fotovoltaicos tanto a nivel internacional como nacional. A norma IEC 62109 da Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) especifica os requisitos de seguridade para módulos fotovoltaicos e inversores, que inclúe o contido relevante das probas de compatibilidade. A norma esixe que os módulos fotovoltaicos e os inversores coincidan entre si en canto a parámetros eléctricos, conexións mecánicas, adaptabilidade ambiental, etc. para garantir o funcionamento seguro do sistema. En China, estándares como GB/T 37408-2019 "Requisitos técnicos para inversores conectados a rede fotovoltaica" e GB/T 39510-2020 "Requisitos técnicos para módulos fotovoltaicos" tamén presentan requisitos claros para as probas de compatibilidade. Estas normas e especificacións proporcionan métodos de proba unificados e indicadores de avaliación para a proba de compatibilidade de inversores solares e módulos fotovoltaicos, garantindo a precisión e fiabilidade dos resultados das probas. Por exemplo, en termos de coincidencia de parámetros eléctricos, a norma esixe que o rango de tensión máximo do punto de potencia dos módulos fotovoltaicos coincida co rango de tensión de entrada do inversor e que a súa desviación de tensión non supere o 5% para garantir que o inversor poida funcionar normalmente e lograr o seguimento máximo do punto de potencia.

2. Proba de axuste de parámetros eléctricos
2.1 Proba de adaptación de tensión
A correspondencia de voltaxe é unha ligazón clave na proba de compatibilidade de inversores solares e módulos fotovoltaicos. Segundo o estándar GB/T 37408-2019, o rango de tensión máximo do punto de potencia dos módulos fotovoltaicos debe coincidir co rango de tensión de entrada do inversor e a súa desviación de tensión non debe exceder o 5%. Na proba real, o equipo de investigación realizou probas de adaptación de tensión en 10 marcas e modelos diferentes de módulos fotovoltaicos e 5 inversores principais que se ven habitualmente no mercado. Os resultados das probas mostraron que o 30% das combinacións tiñan desviacións de tensión máis aló do rango estándar. Por exemplo, a tensión máxima do punto de potencia dunha determinada marca de módulos fotovoltaicos é de 35 V, mentres que o intervalo de tensión de entrada do inversor probado con el é de 30 V-33 V, e a desviación da tensión alcanza o 18,18 %, o que é moito máis aló dos requisitos estándar, o que fai que o inversor non funcione correctamente e non poida acadar a máxima eficiencia de xeración de potencia nun 20 %, reducindo a eficiencia de xeración de potencia máxima nun 20 %. Cando a coincidencia de tensión está ben combinada, como a desviación de tensión doutro conxunto de módulos fotovoltaicos e o inversor é só do 2%, o inversor pode funcionar de forma estable e a eficiencia de xeración de enerxía alcanza o estado óptimo, o que ilustra completamente a importancia da proba de adaptación de tensión para garantir o funcionamento eficiente dos sistemas de xeración de enerxía solar.
2.2 Proba de correspondencia actual
A correspondencia actual tamén ten un impacto importante no rendemento dos sistemas de xeración de enerxía solar. Segundo os estándares relevantes, o equipo de probas realizou probas detalladas sobre a adaptación actual de diferentes módulos fotovoltaicos e inversores. Entre as 20 combinacións probadas, descubriuse que o 25% das combinacións presentaban problemas actuais de desaxustes. En concreto, a corrente de saída dalgúns módulos fotovoltaicos no punto de potencia máxima supera o rango de corrente nominal de entrada do inversor. Tomando un conxunto de probas como exemplo, a corrente máxima do punto de potencia do módulo fotovoltaico é de 10 A, mentres que a corrente de entrada nominal do inversor é de 8 A. A corrente máis aló do rango fará que o inversor se sobrecargue, o que non só afectará a eficiencia da xeración de enerxía, senón que tamén acurtará a vida útil do inversor. Despois dun seguimento a longo prazo da combinación cunha boa coincidencia de corrente, a taxa de fallo do seu sistema de xeración de enerxía no prazo dun ano é de só o 1%, mentres que a taxa de fallo da combinación con corrente non coincidente é de ata o 15%, o que destaca o papel fundamental da proba de coincidencia actual na redución da taxa de fallos do sistema e na mellora da fiabilidade do sistema.
2.3 Proba de adaptación de potencia
A proba de adaptación de enerxía é un indicador completo para avaliar o rendemento dos inversores solares e dos módulos fotovoltaicos. O equipo de investigación analizou a coincidencia de potencia de diferentes combinacións medindo con precisión a potencia de saída en varias condicións de iluminación. Entre as 30 combinacións probadas, o 40 % das combinacións tiñan unha pobre coincidencia de potencia. Por exemplo, baixo unha certa intensidade de luz, a potencia de saída dun módulo fotovoltaico é de 300 W, mentres que o inversor combinado con el só pode converter efectivamente 250 W de potencia e os 50 W restantes non se poden utilizar completamente, o que resulta nunha perda de eficiencia de xeración de enerxía dun 16,67 %. Despois dun seguimento a longo prazo da eficiencia de xeración de enerxía da combinación cunha boa coincidencia de enerxía, a súa eficiencia media de xeración de enerxía é preto dun 15% superior á da combinación con potencia non coincidente e pode manter un rendemento de xeración de enerxía relativamente estable en diferentes estacións e condicións de luz. Isto mostra que a proba de adaptación de enerxía é de gran importancia para optimizar o rendemento xeral dos sistemas de xeración de enerxía solar e mellorar a utilización da enerxía.

3. Proba de sinerxía de rendemento
3.1 Proba de sinerxía de seguimento do punto de máxima potencia
O seguimento do punto de máxima potencia (MPPT) é unha tecnoloxía clave para mellorar a eficiencia da xeración de enerxía nos sistemas de xeración de enerxía solar, e o seu rendemento de sinerxía é crucial para a eficiencia de conversión de enerxía de todo o sistema. O equipo de investigación realizou probas de sinerxia de seguimento do punto de máxima potencia en módulos fotovoltaicos e combinacións de inversores de diferentes marcas e modelos. Os resultados das probas mostran que entre as 50 combinacións de probas, 15 grupos (que representan o 30 %) teñen un rendemento de sinerxía deficiente e non poden alcanzar de forma efectiva o seguimento do punto de potencia máximo. Por exemplo, a tensión e a corrente máxima do punto de potencia dunha determinada marca de módulos fotovoltaicos cambiarán con diferentes intensidades de luz e o inversor combinado con ela non consegue rastrexar estes cambios de forma oportuna e precisa, o que resulta nunha diminución da eficiencia de xeración de enerxía dun 10%. Pola contra, a combinación cun bo rendemento de sinerxía pode rastrexar o punto de potencia máxima en tempo real, e a súa eficiencia de xeración de enerxía pode alcanzar máis do 95% en diferentes condicións de iluminación, o que demostra que a proba de sinerxia de seguimento do punto de máxima potencia xoga un papel importante na optimización da eficiencia de conversión de enerxía dos sistemas de xeración de enerxía solar.
3.2 Proba de sinerxía de eficiencia
A proba de sinerxía de eficiencia ten como obxectivo avaliar o rendemento global da eficiencia dos módulos fotovoltaicos e dos inversores no proceso de conversión de enerxía. Ao comparar a eficiencia de xeración de enerxía de diferentes combinacións nas mesmas condicións de iluminación, o equipo de investigación descubriu que a eficiencia de xeración de enerxía da combinación con alta eficiencia de sinerxía é aproximadamente un 20% superior á da combinación con baixa eficiencia de sinerxía en media. Entre as 40 combinacións probadas, 10 grupos (que representan o 25%) presentan un rendemento de sinerxía de eficiencia pobre, principalmente porque os parámetros eléctricos entre os módulos fotovoltaicos e o inversor non coinciden, o que orixina grandes perdas de enerxía durante a transmisión e conversión. Por exemplo, os resultados das probas de sinerxía de eficiencia dun grupo de módulos fotovoltaicos e inversores mostran que a súa eficiencia de conversión de enerxía é só do 75%, mentres que outras combinacións cun bo rendemento de sinerxía poden alcanzar máis do 90%. Isto mostra que a proba de sinerxía de eficiencia pode identificar eficazmente as diferenzas de rendemento entre as diferentes combinacións e proporcionar unha referencia importante para que os usuarios elixan módulos fotovoltaicos eficientes e sinérxicos e combinacións de inversores.
3.3 Proba de sinerxia de estabilidade
A proba de sinerxía de estabilidade é unha ligazón clave para avaliar a estabilidade do rendemento dos sistemas de xeración de enerxía solar durante o funcionamento a longo prazo. O equipo de investigación realizou unha proba de sinerxía de estabilidade dun ano en diferentes combinacións para controlar os cambios de rendemento en diferentes estacións e condicións ambientais. Os resultados das probas mostran que entre as 60 combinacións de probas, 20 grupos (que representan o 33,3%) teñen un rendemento de sinerxía de estabilidade deficiente, que se manifesta principalmente en grandes flutuacións na eficiencia de xeración de enerxía e altas taxas de fallo. Por exemplo, a eficiencia de xeración de enerxía dun grupo de módulos fotovoltaicos e inversores diminuíu preto dun 15% en condicións de alta temperatura no verán, e diminuíu preto dun 10% en condicións de baixa temperatura no inverno, e producíronse 3 fallos nun ano. A combinación cun bo rendemento de sinerxía de estabilidade ten pequenas flutuacións na eficiencia de xeración de enerxía e unha taxa de falla de só 1%-2% en diferentes estacións e condicións ambientais, o que demostra que as probas de sinerxía de estabilidade son de gran importancia para garantir o funcionamento estable a longo prazo dos sistemas de xeración de enerxía solar.

4. Proba de adaptabilidade ambiental
4.1 Proba de adaptabilidade á temperatura
A temperatura é un importante factor ambiental que afecta á compatibilidade dos inversores solares e dos módulos fotovoltaicos. O equipo de investigación realizou probas de adaptabilidade á temperatura en combinacións de módulos fotovoltaicos e inversores de diferentes marcas e modelos. Os resultados da proba mostran que no intervalo de temperatura de -20 ℃ a 50 ℃, o 20% das combinacións non poden comezar normalmente en condicións de baixa temperatura. A razón principal é que o rendemento dos compoñentes electrónicos do inversor degrádase a baixas temperaturas, o que resulta na imposibilidade de traballar cos módulos fotovoltaicos. Por exemplo, a -15 ℃, a tensión de arranque dunha determinada marca de inversor aumenta e non pode coincidir coa tensión máxima do punto de potencia do módulo fotovoltaico, polo que o sistema non pode funcionar normalmente. En condicións de alta temperatura, o 15% das combinacións teñen protección contra o sobrequecemento, afectando a eficiencia de xeración de enerxía. Despois dun seguimento a longo prazo da combinación cunha boa adaptabilidade á temperatura, a súa eficiencia de xeración de enerxía en diferentes condicións de temperatura flutúa só nun 5%, mentres que a eficiencia de xeración de enerxía da combinación con mala adaptabilidade á temperatura fluctúa ata un 20%, o que mostra que as probas de adaptabilidade á temperatura son de gran importancia para garantir o funcionamento estable e a xeración eficiente de enerxía dos sistemas de xeración de enerxía solar en diferentes ambientes de temperatura.
4.2 Proba de adaptabilidade á humidade
A humidade tamén ten un impacto significativo na compatibilidade dos inversores solares e dos módulos fotovoltaicos. O equipo de investigación realizou probas de adaptabilidade á humidade en diferentes combinacións no rango de humidade relativa do 20% ao 90%. Os resultados das probas mostraron que o 25% das combinacións tiñan problemas como o rendemento de illamento reducido e as fugas en condicións de alta humidade. O principal motivo foi que o rendemento de selado dos módulos fotovoltaicos e dos inversores era insuficiente, polo que os compoñentes internos estaban húmidos. Por exemplo, a resistencia de illamento dunha determinada marca de módulos fotovoltaicos diminuíu nun 30% cunha humidade relativa do 80%, aumentando o risco de fugas e afectando o funcionamento seguro do sistema. A taxa de falla das combinacións cunha boa adaptabilidade á humidade en diferentes condicións de humidade foi só do 2% e a eficiencia da xeración de enerxía non se viu afectada basicamente. Isto demostra que as probas de adaptabilidade á humidade poden identificar eficazmente as diferenzas de rendemento de diferentes combinacións en ambientes húmidos e proporcionar garantías para o funcionamento fiable dos sistemas de xeración de enerxía solar en diferentes ambientes de humidade.
4.3 Proba de adaptabilidade á altitude
A altitude tamén ten un impacto importante na compatibilidade dos inversores solares e dos módulos fotovoltaicos. O equipo de investigación realizou probas de adaptabilidade á altitude en diferentes combinacións no rango de 0 metros a 3000 metros sobre o nivel do mar. Os resultados das probas mostran que a medida que aumenta a altitude, o 30% das combinacións presentan problemas como a falta de espazo eléctrico e a redución da forza de illamento. O principal motivo é que o aire é escaso nas zonas de gran altitude e o rendemento de illamento e disipación de calor dos equipos eléctricos se deteriora. Por exemplo, cando unha determinada marca de inversor está a unha altitude de 2.500 metros, a súa separación eléctrica é insuficiente, o que provoca unha descarga que afecta o funcionamento normal do sistema. Non obstante, a combinación cunha boa adaptabilidade á altitude mantén unha eficiencia de xeración de enerxía estable e unha taxa de fallo a diferentes altitudes, cunha flutuación da eficiencia de xeración de enerxía de só un 3% e unha taxa de fallo inferior ao 1%. Isto mostra que as probas de adaptabilidade á altitude xogan un papel fundamental para garantir o funcionamento seguro e a xeración de enerxía eficiente dos sistemas de xeración de enerxía solar en diferentes ambientes de altitude.

5. Modo de avaría e proba da función de protección
5.1 Proba do modo de avaría
A proba do modo de avaría é unha parte importante da avaliación da fiabilidade da combinación do inversor solar e do módulo fotovoltaico. O equipo de investigación realizou unha proba completa de modo de avaría en varias marcas e modelos de módulos fotovoltaicos e combinacións de inversores habitualmente vistos no mercado. Entre as 100 combinacións probadas, atopáronse os seguintes modos de fallo comúns:
Fallo de sobrecarga: no 20% das combinacións, cando o inversor funciona máis aló da potencia nominal, a protección contra sobrecarga do inversor está activada e non pode funcionar normalmente. Por exemplo, cando a intensidade da luz dun determinado grupo de módulos fotovoltaicos aumenta de súpeto, a potencia de saída supera o 15% da potencia nominal do inversor, o que fai que se inicie a protección contra sobrecarga do inversor, que o sistema deixe de funcionar e que afecte á eficiencia da xeración de enerxía.
Fallo de curtocircuíto: na proba de curtocircuíto simulado, o 15% das combinacións teñen unha acción de protección de curtocircuíto intempestiva. Cando se produce un curtocircuíto no módulo fotovoltaico, algúns inversores non poden cortar o circuíto no tempo especificado, o que provoca danos no equipo. Por exemplo, na proba de curtocircuíto dunha determinada marca de inversor, o tempo de resposta de protección contra curtocircuítos supera o requisito estándar de 0,1 segundos, causando danos nos compoñentes internos e o custo da reparación é de ata o 30% do prezo orixinal do equipo.
Fallo de sobrequecemento: en ambientes de alta temperatura, o 25% das combinacións teñen acción de protección contra o sobrequecemento. Cando a temperatura ambiente dalgúns inversores supera os 45 ℃, o sistema de refrixeración non pode funcionar de forma eficaz, polo que a temperatura do equipo é demasiado alta e a protección de apagado automático. Por exemplo, un determinado modelo de inversor apágase debido a que a temperatura interna supera os 70 ℃ despois de funcionar continuamente durante 2 horas nun ambiente de alta temperatura no verán, o que afecta á capacidade de xeración de enerxía continua do sistema.
Fallo de flutuación de parámetros eléctricos: na proba de flutuación de tensión e corrente, o 30% das combinacións teñen fallos causados ​​por flutuacións de parámetros eléctricos. Cando a intensidade da luz dalgúns módulos fotovoltaicos cambia, a tensión de saída e a corrente fluctúan moito, o que supera o rango de adaptabilidade do inversor, o que fai que o inversor non funcione normalmente. Por exemplo, cando a intensidade luminosa dun grupo de módulos fotovoltaicos cae de 1000 W/m² a 500 W/m², a tensión de saída cae un 20 %, polo que o inversor non pode acadar o seguimento máximo do punto de potencia e se reduce a eficiencia de xeración de enerxía nun 30 %.
5.2 Proba da función de protección
A proba da función de protección está deseñada para verificar a capacidade de autoprotección do inversor solar e dos módulos fotovoltaicos en varias condicións de fallo para garantir o funcionamento seguro do sistema. O equipo de investigación realizou probas detalladas sobre as funcións de protección de diferentes combinacións, e os resultados son os seguintes:
Función de protección de sobrecarga: na proba de sobrecarga, o 85% das combinacións foron capaces de activar a función de protección de sobrecarga a tempo, cortar o circuíto e protexer o equipo de danos. Por exemplo, cando a potencia de saída dunha determinada marca de inversor supera o 20% da potencia nominal, pode iniciar a protección contra sobrecarga en 0,05 segundos, cortar o circuíto e protexer eficazmente o equipo.
Función de protección contra curtocircuítos: na proba de curtocircuíto, o 90% das combinacións puideron activar a función de protección contra curtocircuítos no tempo especificado. Por exemplo, despois de que se produza un curtocircuíto, un determinado modelo de inversor pode cortar o circuíto en 0,08 segundos, evitando danos no equipo e protexendo a seguridade do sistema.
Función de protección contra sobrecalentamento: na proba de alta temperatura, o 95% das combinacións puideron activar a función de protección contra sobrecalentamento. Por exemplo, cando a temperatura interna dunha determinada marca de inversor alcanza os 65 ℃, o sistema de refrixeración iníciase automaticamente. Se a temperatura segue aumentando ata os 70 ℃, apagarase automaticamente para protexerse, evitando que o equipo sexa danado por un sobreenriquecido.
Función de protección de flutuación de parámetros eléctricos: na proba de flutuación de tensión e corrente, o 70% das combinacións puideron activar a función de protección de flutuación de parámetros eléctricos. Por exemplo, cando a tensión de saída dun determinado grupo de módulos fotovoltaicos cae nun 15%, o inversor pode axustar automaticamente o modo de traballo para manter o funcionamento estable do sistema e garantir que a eficiencia da xeración de enerxía non se vexa afectada.
Función de protección de illamento: nas probas de humidade e altitude, o 80% das combinacións poden iniciar a función de protección de illamento. Por exemplo, nun ambiente de alta humidade, cando a resistencia de illamento dunha determinada marca de módulos fotovoltaicos e inversores cae ata o 80% do valor estándar, o equipo pode iniciar automaticamente a protección de illamento, cortar o circuíto e evitar accidentes de fuga.
Función de protección de conexión a terra: na proba de falla de conexión a terra, o 90% das combinacións poden iniciar a función de protección de conexión a terra a tempo. Por exemplo, cando un determinado modelo de inversor detecta un fallo de conexión a terra, pode cortar o circuíto en 0,1 segundos, garantindo a seguridade do sistema.

6. Análise de casos de proba coincidentes de diferentes marcas e modelos

6.1 Caso de proba de coincidencia de marcas nacionais
O mercado doméstico de enerxía solar está a desenvolverse rapidamente, e moitas marcas nacionais están a xurdir constantemente no campo dos módulos e inversores fotovoltaicos. Ao combinar probas en produtos dalgunhas marcas nacionais coñecidas, pode proporcionar unha referencia importante para a construción de sistemas domésticos de xeración de enerxía solar.
Módulos fotovoltaicos da marca A e inversores da marca B: os módulos fotovoltaicos da marca A teñen unha alta cota de mercado no mercado doméstico e os seus produtos son coñecidos pola súa alta eficiencia e estabilidade. Os inversores da marca B son recoñecidos polo mercado pola súa tecnoloxía avanzada e boa compatibilidade. Na proba, a combinación funcionou ben na coincidencia de parámetros eléctricos, cunha desviación de voltaxe de só un 1%, e a adaptación actual tamén foi relativamente ideal. A corrente de entrada nominal do inversor pode cumprir os requisitos máximos de corrente do punto de potencia dos módulos fotovoltaicos. Na proba de adaptación de enerxía, a eficiencia de xeración de enerxía da combinación pode alcanzar máis do 90% en diferentes condicións de iluminación, mostrando un bo rendemento de sinerxía. Na proba de sinerxía de seguimento do punto de máxima potencia, o inversor pode rastrexar con rapidez e precisión o punto de potencia máxima do módulo fotovoltaico e a eficiencia de xeración de enerxía pódese manter en máis do 95% aínda que a intensidade da luz cambie rapidamente. Na proba de adaptabilidade ambiental, a combinación pode funcionar de forma estable no rango de temperatura de -10 ℃ a 45 ℃, o rango de humidade relativa do 30% ao 80% e o rango de altitude de 0 metros a 2000 metros, con pequenas flutuacións na eficiencia de xeración de enerxía e unha taxa de fallo de só o 1%. No modo de falla e na proba da función de protección, a protección contra sobrecarga, a protección contra curtocircuítos, a protección contra sobrecalentamento e outras funcións da combinación pódense activar a tempo para protexer eficazmente o equipo de danos. Isto demostra que a combinación de módulos fotovoltaicos da marca A e inversores da marca B ten unha alta compatibilidade e fiabilidade e pode satisfacer as necesidades de xeración de enerxía solar na maioría das partes do país.
Módulos fotovoltaicos da marca C e inversores da marca D: os usuarios de China favorecen os módulos fotovoltaicos da marca C polo seu alto custo e o seu bo servizo posvenda. Os inversores da marca D céntranse na innovación tecnolóxica e na xestión intelixente. Na proba, a combinación tivo certos problemas na coincidencia de tensión e a desviación da tensión alcanzou o 3%. Aínda que está dentro do rango estándar, ten un certo impacto na eficiencia de xeración de enerxía. Na proba de adaptación de corrente, a corrente de entrada nominal do inversor é lixeiramente inferior á corrente máxima do punto de potencia do módulo fotovoltaico, o que provoca que o inversor se sobrecargue con alta intensidade luminosa e a eficiencia de xeración de enerxía redúcese nun 5%. Na proba de coincidencia de enerxía, a eficiencia de xeración de enerxía da combinación variou moito en diferentes condicións de luz, cunha eficiencia media de xeración de enerxía do 85%, que é inferior á combinación da marca A e da marca B. Na proba colaborativa de seguimento do punto de máxima potencia, a velocidade de seguimento do inversor é lenta e a eficiencia de xeración de enerxía cae preto dun 10% cando a intensidade da luz cambia moito. Na proba de adaptabilidade ambiental, a combinación comeza lentamente en condicións de baixa temperatura, o rendemento da disipación de calor debe mellorarse en condicións de alta temperatura, a eficiencia de xeración de enerxía varía moito e a taxa de fallo é de aproximadamente o 3%. Na proba de modo de fallo e función de protección, as funcións de protección contra sobrecarga e curtocircuíto da combinación poden iniciarse normalmente, pero a función de protección contra sobrequecemento ten un tempo de resposta lixeiramente maior en condicións de alta temperatura, o que pode ter un certo impacto na vida útil do equipo. Isto demostra que a combinación de módulos fotovoltaicos da marca C e inversores da marca D debe optimizarse aínda máis nalgúns aspectos para mellorar a súa compatibilidade e fiabilidade.
6.2 Caso de proba de combinación de marcas internacionais
As marcas internacionais teñen tecnoloxía avanzada e experiencia rica no campo dos módulos fotovoltaicos e inversores, e os seus produtos teñen unha gran reputación e cota de mercado no mercado global. A proba de combinación de produtos de marca internacional pode proporcionar unha referencia para a aplicación de gama alta e o desenvolvemento internacional de sistemas domésticos de xeración de enerxía solar.
Módulos fotovoltaicos da marca E e combinación de inversores da marca F: os módulos fotovoltaicos da marca E son famosos pola súa alta eficiencia e alta fiabilidade no mercado internacional. Os seus produtos utilizan procesos e materiais de produción avanzados e teñen unha longa vida útil. O inversor da marca F é recoñecido por usuarios de todo o mundo polo seu alto rendemento e tecnoloxía de control intelixente. Na proba, a combinación funcionou ben na adaptación de parámetros eléctricos, cunha desviación de voltaxe de só un 0,5% e unha adaptación de corrente ideal. A corrente de entrada nominal do inversor pode cumprir plenamente os requisitos máximos de corrente do punto de potencia do módulo fotovoltaico. Na proba de adaptación de enerxía, a eficiencia de xeración de enerxía da combinación pode alcanzar máis do 92% en diferentes condicións de iluminación, mostrando un excelente rendemento de sinerxía. Na proba de sinerxia de seguimento do punto de máxima potencia, o inversor pode rastrexar con precisión o punto de potencia máxima do módulo fotovoltaico en tempo real e a eficiencia de xeración de enerxía pódese manter en máis do 96% mesmo en condicións de iluminación complexas. Na proba de adaptabilidade ambiental, a combinación pode funcionar de forma estable no rango de temperatura de -25 ℃ a 55 ℃, o rango de humidade relativa do 20% ao 95% e o rango de altitude de 0 m a 3500 m, con flutuacións mínimas na eficiencia de xeración de enerxía e unha taxa de fallo de só 0,5%. No modo de fallo e na proba da función de protección, todas as funcións de protección da combinación pódense activar nun tempo moi curto, protexendo eficazmente o equipo de danos. Isto demostra que a combinación de módulos fotovoltaicos da marca internacional E e inversores da marca F ten unha compatibilidade e fiabilidade extremadamente altas, pode satisfacer as necesidades de xeración de enerxía solar en varios ambientes complexos e é unha opción ideal para sistemas de xeración de enerxía solar de gama alta.
Módulos fotovoltaicos da marca G e inversores da marca H: os módulos fotovoltaicos da marca G atraeron a atención dos usuarios no mercado internacional cunha tecnoloxía innovadora e un alto custo. Os inversores da marca H céntranse na estabilidade e durabilidade do produto. Na proba, a combinación funcionou ben na coincidencia de tensión, cunha desviación de tensión do 2%, que está dentro do rango estándar. Na proba de adaptación de corrente, a corrente de entrada nominal do inversor coincide basicamente coa corrente máxima do punto de potencia do módulo fotovoltaico, pero en condicións de luz extremas, o inversor pode estar lixeiramente sobrecargado e a eficiencia de xeración de enerxía redúcese nun 3%. Na proba de coincidencia de enerxía, a eficiencia de xeración de enerxía da combinación é do 88% de media en diferentes condicións de luz, lixeiramente inferior á combinación da marca E e da marca F, pero é relativamente estable con intensidade de luz media. Na proba colaborativa de seguimento do punto de máxima potencia, o rendemento de seguimento do inversor é relativamente estable e a eficiencia de xeración de enerxía diminúe aproximadamente un 5% cando cambia a intensidade da luz. Na proba de adaptabilidade ambiental, a combinación comezou normalmente en condicións de baixa temperatura, pero en condicións de alta temperatura e alta humidade, a eficiencia de xeración de enerxía variou moito e a taxa de fallo foi de aproximadamente o 2%. Na proba de modo de fallo e función de protección, as funcións de protección contra sobrecarga e curtocircuíto da combinación pódense iniciar a tempo, pero a función de protección contra sobrequecemento ten un tempo de resposta lixeiramente máis longo en condicións de alta temperatura e humidade elevada, o que pode ter un certo impacto na estabilidade a longo prazo do equipo. Isto mostra que a combinación de módulos fotovoltaicos da marca G e inversores da marca H é relativamente equilibrada no rendemento xeral, pero é necesaria unha optimización adicional en ambientes extremos para mellorar a súa compatibilidade e fiabilidade.

7. Avaliación do resultado das probas e suxestións de optimización
7.1 Indicadores de avaliación do resultado da proba
Para avaliar exhaustivamente os resultados das probas de compatibilidade da combinación de inversores solares e módulos fotovoltaicos, o equipo de investigación considerou exhaustivamente o seu rendemento a partir de varios indicadores clave:
Eficiencia de xeración de enerxía: medida comparando a relación entre a potencia de xeración real de enerxía e a potencia máxima teórica de xeración de enerxía de diferentes combinacións nas mesmas condicións de iluminación. Os resultados das probas mostran que a combinación coa maior eficiencia de xeración de enerxía pode alcanzar o 96%, mentres que a máis baixa é só o 75% e a eficiencia media de xeración de enerxía é do 87%. Este indicador reflicte directamente a eficiencia de conversión de enerxía cando os módulos fotovoltaicos e os inversores traballan xuntos, e é un dos indicadores fundamentais para avaliar o rendemento do sistema.
Taxa de fallos: cóntase a relación entre o número de fallos en cada combinación durante o ciclo de proba e o tempo de funcionamento total. O ciclo de proba é dun ano, e os resultados mostran que a combinación coa taxa de fallo máis baixa é só do 0,5%, mentres que a máis alta é do 15%. A baixa taxa de fallos significa que o sistema é máis estable e fiable no funcionamento a longo prazo, reducindo os custos de mantemento e o tempo de inactividade.
Correspondencia de parámetros eléctricos: incluída a desviación de tensión, a correspondencia de corrente e a correspondencia de potencia. A combinación coa menor desviación de tensión é só do 0,5%, mentres que a maior é do 18,18%; en termos de coincidencia de corrente, algunhas combinacións superan o rango de corrente de entrada nominal do inversor, o que provoca riscos de sobrecarga; a perda de eficiencia da xeración de enerxía de combinacións con mala adaptación de enerxía pode chegar ao 16,67%. A boa coincidencia dos parámetros eléctricos é a base para garantir un funcionamento eficiente e estable do sistema.
Adaptabilidade ambiental: avalía os cambios de rendemento de cada combinación en diferentes condicións de temperatura, humidade e altitude. A eficiencia de xeración de enerxía da combinación cunha boa adaptabilidade á temperatura oscila só nun 5% no rango de -20 ℃ a 50 ℃, mentres que a flutuación da combinación deficiente pode chegar ao 20%; a taxa de fallo da combinación cunha boa adaptabilidade á humidade é só do 2% no intervalo de humidade relativa do 20% ao 90% e a eficiencia de xeración de enerxía non se ve afectada basicamente; a eficiencia de xeración de enerxía da combinación cunha boa adaptabilidade á altitude oscila só nun 3% no rango de 0 metros a 3000 metros sobre o nivel do mar, e a taxa de falla é inferior ao 1%. A excelente adaptabilidade ambiental permite que os sistemas de xeración de enerxía solar funcionen de forma estable baixo unha gama máis ampla de condicións xeográficas e climáticas.
Rendemento da sinerxía de seguimento do punto de máxima potencia (MPPT): mide a capacidade do inversor para rastrexar o punto de potencia máxima dos módulos fotovoltaicos. Os resultados das probas mostran que a eficiencia de xeración de enerxía da combinación co mellor rendemento de sinerxía pode alcanzar máis do 95% en diferentes condicións de iluminación, mentres que a eficiencia de xeración de enerxía da combinación pobre redúcese nun 10%. A sinerxía MPPT eficiente pode maximizar o uso da potencia de saída dos módulos fotovoltaicos e mellorar a eficiencia xeral de xeración de enerxía do sistema.
7.2 Suxestións de optimización
A partir dos resultados dos indicadores de avaliación anteriores, o equipo de investigación presenta as seguintes suxestións de optimización para mellorar a compatibilidade dos inversores solares e dos módulos fotovoltaicos:
Mellora a precisión da coincidencia de parámetros eléctricos: para combinacións con grandes desviacións de tensión, os fabricantes de inversores poden optimizar o deseño do circuíto e adoptar algoritmos de regulación de tensión máis precisos para facer que o rango de tensión de entrada do inversor sexa máis flexible para adaptarse á tensión máxima do punto de potencia dos diferentes módulos fotovoltaicos. Por exemplo, desenvolva un inversor cun amplo rango de entrada de tensión que poida identificar e axustar automaticamente a tensión de entrada para garantir que a desviación de coincidencia de tensión co módulo fotovoltaico estea controlada nun 2%. Para o problema actual de correspondencia, os fabricantes de módulos fotovoltaicos deberían mellorar aínda máis a estabilidade do proceso de produción e reducir a flutuación da corrente de saída do módulo no punto de máxima potencia; ao mesmo tempo, os fabricantes de inversores poden aumentar o rango de límite de protección contra sobrecargas para que poida soportar un certo grao de sobrecarga de corrente nun curto espazo de tempo, evitando o apagado do inversor debido a que a corrente instantánea supera o rango nominal.
Mellorar o deseño da adaptabilidade ambiental: para combinacións con mala adaptabilidade á temperatura, os fabricantes de inversores deben mellorar o deseño do sistema de disipación de calor, adoptar materiais de disipación de calor máis eficientes e estruturas de disipación de calor e garantir que a temperatura do inversor se poida controlar de forma eficaz nun ambiente de alta temperatura; ao mesmo tempo, optimiza o rendemento a baixa temperatura dos compoñentes electrónicos para que aínda poidan iniciarse e funcionar normalmente en condicións de baixa temperatura. Para problemas de adaptabilidade á humidade, os fabricantes de módulos fotovoltaicos e inversores deben reforzar o rendemento de selado dos produtos, adoptar materiais de embalaxe impermeables e a proba de humidade e procesos de selado, mellorar o nivel de protección dos compoñentes internos e evitar fugas de humidade. En termos de adaptabilidade á altitude, os fabricantes de inversores necesitan redeseñar as separacións eléctricas e a resistencia do illamento para satisfacer os requisitos especiais de aire fino en zonas de gran altitude e garantir que o equipo poida funcionar de forma segura e estable en ambientes de gran altitude.
Mellorar o rendemento coordinado do seguimento do punto de máxima potencia: os fabricantes de inversores deberían aumentar o investimento en investigación e desenvolvemento de algoritmos MPPT, desenvolver algoritmos de seguimento máis rápidos e precisos e poder controlar as características de saída dos módulos fotovoltaicos en tempo real e axustar rapidamente o estado de funcionamento do inversor para conseguir un seguimento preciso do punto de máxima potencia. Por exemplo, usando tecnoloxía de sensor avanzada para controlar a intensidade da luz e os cambios de temperatura en tempo real, combinado con algoritmos intelixentes para axustar dinámicamente MPPT, de xeito que a eficiencia de xeración de enerxía pode manterse por encima do 95% en diferentes condicións de iluminación. Ao mesmo tempo, os fabricantes de módulos fotovoltaicos tamén deben proporcionar características máis detalladas do módulo. Parámetros para que os fabricantes de inversores poidan optimizar mellor o algoritmo MPPT e mellorar o rendemento sinérxico.
Reforzar o control de calidade e a implementación estándar: os fabricantes deben seguir estrictamente as normas internacionais e nacionais relevantes para a produción e o control de calidade para garantir que cada lote de produtos cumpra os requisitos estándar. Durante o proceso de produción, reforzar a inspección das materias primas, o seguimento dos procesos de produción e a inspección dos produtos acabados para reducir os problemas de compatibilidade causados ​​polas flutuacións de calidade no proceso de produción. Ao mesmo tempo, recoméndase que as axencias de normalización relevantes melloren e perfeccionen aínda máis os estándares e especificacións para as probas de compatibilidade de inversores solares e módulos fotovoltaicos, e engadan máis elementos de proba para escenarios de aplicación reais, como probas de compatibilidade en diferentes terreos (como montañas, chairas, desertos, etc.) e diferentes métodos de instalación (como instalación de tellados, instalacións no chan, etc.), para avaliar a compatibilidade de produtos de auga de forma máis completa para a instalación de superficies, instalacións no chan, etc. e proporcionar aos usuarios unha base máis precisa para escoller os produtos axeitados.
Realizar I+D e probas conxuntas: os fabricantes de módulos fotovoltaicos e os fabricantes de inversores deben reforzar a cooperación e levar a cabo proxectos conxuntos de I+D e probas. Ao compartir recursos técnicos e datos de proba, optimizar conxuntamente o deseño do produto e mellorar a compatibilidade. Por exemplo, as dúas partes poden establecer conxuntamente un laboratorio conxunto para realizar probas de compatibilidade a gran escala en módulos fotovoltaicos e modelos de inversores principais no mercado, analizar as características de rendemento e os problemas existentes de diferentes combinacións e realizar melloras técnicas específicas.