Compatibiliteitstesten van zonne-omvormers: matching met verschillende fotovoltaïsche modules

Compatibiliteitstest van zonne-omvormers: matching met verschillende fotovoltaïsche modules

1. Overzicht van de compatibiliteitstest van zonne-omvormers en fotovoltaïsche modules

1.1 Doel en betekenis van de test
Compatibiliteitstest vanzonne-omvormersen fotovoltaïsche modules zijn essentieel om de stabiele werking en efficiënte stroomopwekking van zonne-energiesystemen te garanderen. Met de snelle ontwikkeling van de zonne-energiemarkt zijn er verschillende merken en modellen fotovoltaïsche modules en omvormers op de markt verschenen, en de compatibiliteitsproblemen daartussen zijn steeds prominenter geworden. Volgens relevante statistieken wordt ongeveer 30% van de storingen in zonne-energiesystemen veroorzaakt door incompatibiliteit tussen fotovoltaïsche modules en omvormers. Compatibiliteitstests kunnen daarom het uitvalpercentage van het systeem effectief verminderen, de efficiëntie van de stroomopwekking verbeteren, de levensduur van het systeem verlengen en een betrouwbare werking van zonne-energiesystemen garanderen. Bovendien kunnen compatibiliteitstests gebruikers ook een referentie bieden bij het kiezen van geschikte fotovoltaïsche modules en omvormers en de gezonde ontwikkeling van de zonne-energiesector bevorderen.
1.2 Testnormen en specificaties
Momenteel is er zowel internationaal als nationaal een reeks normen en specificaties opgesteld voor compatibiliteitstesten van zonne-omvormers en fotovoltaïsche modules. De IEC 62109-norm van de International Electrotechnical Commission (IEC) specificeert de veiligheidseisen voor fotovoltaïsche modules en omvormers, inclusief relevante onderdelen van compatibiliteitstesten. De norm vereist dat fotovoltaïsche modules en omvormers op elkaar moeten aansluiten wat betreft elektrische parameters, mechanische verbindingen, omgevingsaanpassing, enz. om een ​​veilige werking van het systeem te garanderen. In China stellen normen zoals GB/T 37408-2019 "Technische vereisten voor op het net aangesloten fotovoltaïsche omvormers" en GB/T 39510-2020 "Technische vereisten voor fotovoltaïsche modules" ook duidelijke eisen aan compatibiliteitstesten. Deze normen en specificaties bieden uniforme testmethoden en evaluatie-indicatoren voor de compatibiliteitstesten van zonne-omvormers en fotovoltaïsche modules, waardoor de nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van de testresultaten worden gewaarborgd. Wat bijvoorbeeld de afstemming van elektrische parameters betreft, vereist de norm dat het maximale vermogenspuntspanningsbereik van fotovoltaïsche modules overeenkomt met het ingangsspanningsbereik van de omvormer en dat de spanningsafwijking niet meer dan 5% mag bedragen om te garanderen dat de omvormer normaal kan werken en maximale vermogenspunttracking kan bereiken.

2. Elektrische parametermatchingtest
2.1 Spanningsaanpassingstest
Spanningsaanpassing is een belangrijke schakel in de compatibiliteitstest van zonne-omvormers en fotovoltaïsche modules. Volgens de GB/T 37408-2019-norm moet het maximale vermogenspuntspanningsbereik van fotovoltaïsche modules overeenkomen met het ingangsspanningsbereik van de omvormer en mag de spanningsafwijking niet meer dan 5% bedragen. Tijdens de test voerde het onderzoeksteam spanningsaanpassingstests uit op 10 verschillende merken en modellen fotovoltaïsche modules en 5 gangbare omvormers die veel op de markt verkrijgbaar zijn. De testresultaten toonden aan dat 30% van de combinaties spanningsafwijkingen had die buiten het standaardbereik lagen. Zo is de maximale vermogenspuntspanning van een bepaald merk fotovoltaïsche module 35 V, terwijl het ingangsspanningsbereik van de geteste omvormer 30-33 V is. De spanningsafwijking bedraagt ​​dan 18,18%, wat ver boven de standaardvereisten ligt. Hierdoor functioneert de omvormer niet goed en kan hij geen maximale vermogenspuntspanning bereiken, wat de efficiëntie van de stroomopwekking met ongeveer 20% vermindert. Wanneer de spanningsaanpassing goed is, bijvoorbeeld als de spanningsafwijking van een andere set fotovoltaïsche modules en de omvormer slechts 2% bedraagt, kan de omvormer stabiel werken en bereikt de energieopwekkingsefficiëntie een optimale status. Dit illustreert duidelijk hoe belangrijk de spanningsaanpassingstest is om de efficiënte werking van zonne-energieopwekkingssystemen te garanderen.
2.2 Huidige matchingtest
Stroomaanpassing heeft ook een belangrijke impact op de prestaties van zonne-energiesystemen. Volgens relevante normen voerde het testteam gedetailleerde tests uit naar de stroomaanpassing van verschillende fotovoltaïsche modules en omvormers. Van de 20 geteste combinaties bleek 25% problemen te hebben met stroommisaanpassing. Meer specifiek overschrijdt de uitgangsstroom van sommige fotovoltaïsche modules bij het maximale vermogenspunt het nominale ingangsstroombereik van de omvormer. Neem een ​​reeks tests als voorbeeld: de maximale vermogenspuntstroom van de fotovoltaïsche module is 10 A, terwijl de nominale ingangsstroom van de omvormer 8 A is. Stroom buiten het bereik veroorzaakt overbelasting van de omvormer, wat niet alleen de efficiëntie van de stroomopwekking beïnvloedt, maar ook de levensduur van de omvormer verkort. Na langdurige monitoring van de combinatie met goede stroomaanpassing bedraagt ​​het uitvalpercentage van het stroomopwekkingssysteem binnen één jaar slechts 1%, terwijl het uitvalpercentage van de combinatie met mismatch-stroom maar liefst 15% bedraagt. Dit onderstreept de sleutelrol van de stroomaanpassingstest bij het verminderen van het uitvalpercentage van het systeem en het verbeteren van de betrouwbaarheid van het systeem.
2.3 Power matching-test
De power matching-test is een uitgebreide indicator voor het evalueren van de prestaties van zonne-omvormers en fotovoltaïsche modules. Het onderzoeksteam analyseerde de power matching van verschillende combinaties door het uitgangsvermogen onder verschillende lichtomstandigheden nauwkeurig te meten. Van de 30 geteste combinaties had 40% een slechte power matching. Zo is het uitgangsvermogen van een fotovoltaïsche module onder een bepaalde lichtintensiteit 300 W, terwijl de omvormer die ermee is gekoppeld slechts 250 W effectief kan omzetten en de resterende 50 W niet volledig kan worden benut, wat resulteert in een verlies aan efficiëntie in de stroomopwekking van ongeveer 16,67%. Na langdurige monitoring van de energieopwekkingsefficiëntie van de combinatie met goede power matching, is de gemiddelde energieopwekkingsefficiëntie ongeveer 15% hoger dan die van de combinatie met niet-gematcht vermogen, en kan deze relatief stabiele energieopwekkingsprestaties handhaven onder verschillende seizoenen en lichtomstandigheden. Dit toont aan dat de power matching-test van groot belang is voor het optimaliseren van de algehele prestaties van zonne-energieopwekkingssystemen en het verbeteren van het energieverbruik.

3. Prestatiesynergietest
3.1 Synergietest voor het volgen van het maximale vermogenspunt
Maximum Power Point Tracking (MPPT) is een belangrijke technologie om de efficiëntie van de stroomopwekking in zonne-energiesystemen te verbeteren. De synergieprestaties zijn cruciaal voor de energieomzettingsefficiëntie van het hele systeem. Het onderzoeksteam voerde synergietests uit met Maximum Power Point Tracking op fotovoltaïsche modules en omvormercombinaties van verschillende merken en modellen. De testresultaten tonen aan dat van de 50 testcombinaties 15 groepen (goed voor 30%) slechte synergieprestaties hebben en geen effectieve Maximum Power Point Tracking kunnen bereiken. Zo veranderen de Maximum Power Point-spanning en -stroom van een bepaald merk fotovoltaïsche modules onder verschillende lichtintensiteiten, en de bijbehorende omvormer kan deze veranderingen niet tijdig en nauwkeurig volgen, wat resulteert in een afname van de energieopwekkingsefficiëntie van ongeveer 10%. De combinatie met goede synergieprestaties daarentegen kan het Maximum Power Point in realtime volgen en de energieopwekkingsefficiëntie kan onder verschillende lichtomstandigheden meer dan 95% bereiken. Dit toont aan dat de Maximum Power Point Tracking-synergietest een belangrijke rol speelt bij het optimaliseren van de energieomzettingsefficiëntie van zonne-energiesystemen.
3.2 Efficiëntie-synergietest
De efficiëntiesynergietest is bedoeld om de algehele efficiëntieprestaties van fotovoltaïsche modules en omvormers in het energieomzettingsproces te evalueren. Door de energieopwekkingsefficiëntie van verschillende combinaties onder dezelfde lichtomstandigheden te vergelijken, ontdekte het onderzoeksteam dat de energieopwekkingsefficiëntie van de combinatie met een hoge synergie-efficiëntie gemiddeld ongeveer 20% hoger is dan die van de combinatie met een lage synergie-efficiëntie. Van de 40 geteste combinaties vertonen 10 groepen (goed voor 25%) een slechte efficiëntiesynergieprestatie, voornamelijk omdat de elektrische parameters tussen de fotovoltaïsche modules en de omvormer niet overeenkomen, wat resulteert in grote energieverliezen tijdens transmissie en omzetting. Zo laten de resultaten van de efficiëntiesynergietest van een groep fotovoltaïsche modules en omvormers zien dat hun energieomzettingsefficiëntie slechts 75% bedraagt, terwijl andere combinaties met goede synergieprestaties meer dan 90% kunnen bereiken. Dit toont aan dat de efficiëntiesynergietest de prestatieverschillen tussen verschillende combinaties effectief kan identificeren en een belangrijke referentie biedt voor gebruikers bij het kiezen van efficiënte en synergetische combinaties van fotovoltaïsche modules en omvormers.
3.3 Stabiliteitssynergietest
Stabiliteitssynergietest is een belangrijke schakel in het evalueren van de prestatiestabiliteit van zonne-energieopwekkingssystemen tijdens langdurige werking. Het onderzoeksteam voerde een stabiliteitssynergietest van een jaar uit op verschillende combinaties om hun prestatieveranderingen in verschillende seizoenen en omgevingsomstandigheden te monitoren. De testresultaten tonen aan dat van de 60 testcombinaties 20 groepen (goed voor 33,3%) een slechte stabiliteitssynergieprestatie hebben, wat zich voornamelijk manifesteert in grote schommelingen in de efficiëntie van de stroomopwekking en hoge uitvalpercentages. Zo daalde de efficiëntie van de stroomopwekking van een groep PV-modules en omvormers met ongeveer 15% bij hoge temperaturen in de zomer en met ongeveer 10% bij lage temperaturen in de winter, en traden er binnen een jaar 3 storingen op. De combinatie met goede stabiliteitssynergieprestaties heeft kleine schommelingen in de efficiëntie van de stroomopwekking en een uitvalpercentage van slechts 1%-2% onder verschillende seizoenen en omgevingsomstandigheden, wat aantoont dat stabiliteitssynergietesten van groot belang zijn om de stabiele werking van zonne-energieopwekkingssystemen op lange termijn te garanderen.

4. Test op aanpassing aan het milieu
4.1 Temperatuuraanpassingstest
Temperatuur is een belangrijke omgevingsfactor die de compatibiliteit van zonne-omvormers en fotovoltaïsche modules beïnvloedt. Het onderzoeksteam voerde temperatuuraanpassingstests uit op combinaties van fotovoltaïsche modules en omvormers van verschillende merken en modellen. De testresultaten tonen aan dat in het temperatuurbereik van -20℃ tot 50℃ 20% van de combinaties niet normaal kan starten onder lage temperatuuromstandigheden. De belangrijkste reden hiervoor is dat de prestaties van de elektronische componenten van de omvormer bij lage temperaturen verslechteren, waardoor ze niet met de fotovoltaïsche modules kunnen werken. Bijvoorbeeld, bij -15℃ stijgt de startspanning van een bepaald merk omvormer en kan deze niet overeenkomen met de maximale vermogenspuntspanning van de fotovoltaïsche module, waardoor het systeem niet normaal kan functioneren. Bij hoge temperaturen heeft 15% van de combinaties oververhittingsbeveiliging, wat de efficiëntie van de stroomopwekking beïnvloedt. Na langdurige monitoring van de combinatie met goede temperatuuraanpassing, schommelt het rendement van de stroomopwekking onder verschillende temperatuuromstandigheden slechts met 5%, terwijl het rendement van de stroomopwekking van de combinatie met slechte temperatuuraanpassing tot 20% schommelt. Hieruit blijkt dat temperatuuraanpassingstesten van groot belang zijn om de stabiele werking en efficiënte stroomopwekking van zonne-energiesystemen onder verschillende temperatuuromstandigheden te garanderen.
4.2 Vochtigheidsaanpassingstest
Vochtigheid heeft ook een aanzienlijke invloed op de compatibiliteit van zonne-omvormers en fotovoltaïsche modules. Het onderzoeksteam voerde tests uit naar de aanpassing aan de vochtigheidsgraad met verschillende combinaties in het relatieve vochtigheidsbereik van 20% tot 90%. De testresultaten toonden aan dat 25% van de combinaties problemen had, zoals verminderde isolatieprestaties en lekkage bij hoge luchtvochtigheid. De belangrijkste reden hiervoor was dat de afdichting van fotovoltaïsche modules en omvormers onvoldoende was, waardoor interne componenten vochtig werden. Zo daalde de isolatieweerstand van een bepaald merk fotovoltaïsche modules met 30% bij een relatieve vochtigheid van 80%, waardoor het risico op lekkage toenam en de veilige werking van het systeem werd beïnvloed. Het uitvalpercentage van combinaties met een goede aanpassing aan de vochtigheidsgraad onder verschillende vochtigheidscondities bedroeg slechts 2% en de efficiëntie van de stroomopwekking bleef vrijwel onaangetast. Dit toont aan dat tests naar de aanpassingsvermogensgraad van de vochtigheidsgraad de prestatieverschillen tussen verschillende combinaties in vochtige omgevingen effectief kunnen identificeren en garanties bieden voor de betrouwbare werking van zonne-energieopwekkingssystemen in verschillende vochtigheidsomgevingen.
4.3 Hoogteaanpassingstest
Hoogte heeft ook een belangrijke invloed op de compatibiliteit van zonne-omvormers en fotovoltaïsche modules. Het onderzoeksteam voerde tests uit naar aanpassing aan de hoogte op verschillende combinaties in het bereik van 0 meter tot 3000 meter boven zeeniveau. De testresultaten tonen aan dat naarmate de hoogte toeneemt, 30% van de combinaties problemen ondervindt, zoals onvoldoende elektrische afstand en verminderde isolatiesterkte. De belangrijkste reden hiervoor is dat de lucht ijl is in gebieden op grote hoogte en de isolatie- en warmteafvoerprestaties van elektrische apparatuur verslechteren. Wanneer een bepaald merk omvormer zich bijvoorbeeld op een hoogte van 2500 meter bevindt, is de elektrische afstand onvoldoende, wat resulteert in ontlading, wat de normale werking van het systeem beïnvloedt. De combinatie met goede aanpassing aan de hoogte handhaaft echter een stabiele efficiëntie van de stroomopwekking en een stabiel uitvalpercentage op verschillende hoogtes, met een fluctuatie in de efficiëntie van de stroomopwekking van slechts 3% en een uitvalpercentage van minder dan 1%. Dit toont aan dat tests naar aanpassing aan de hoogte een sleutelrol spelen bij het garanderen van de veilige werking en efficiënte stroomopwekking van zonne-energiesystemen in verschillende hoogteomgevingen.

5. Foutmodus en beveiligingsfunctietest
5.1 Foutmodustest
De foutmodustest is een belangrijk onderdeel van de evaluatie van de betrouwbaarheid van de combinatie van zonne-omvormer en fotovoltaïsche module. Het onderzoeksteam voerde een uitgebreide foutmodustest uit op verschillende merken en modellen fotovoltaïsche modules en omvormercombinaties die veel voorkomen op de markt. Onder de 100 geteste combinaties werden de volgende veelvoorkomende foutmodi aangetroffen:
Overbelastingsfout: In 20% van de combinaties wordt de overbelastingsbeveiliging van de omvormer geactiveerd wanneer de omvormer boven het nominale vermogen wordt gebruikt. Deze kan dan niet normaal functioneren. Wanneer bijvoorbeeld de lichtintensiteit van een bepaalde groep fotovoltaïsche modules plotseling toeneemt, overschrijdt het uitgangsvermogen 15% van het nominale vermogen van de omvormer. Hierdoor wordt de overbelastingsbeveiliging van de omvormer geactiveerd, stopt het systeem met werken en wordt de efficiëntie van de stroomopwekking beïnvloed.
Kortsluitfout: In de gesimuleerde kortsluittest heeft 15% van de combinaties een ontijdige kortsluitbeveiliging. Wanneer er kortsluiting optreedt in de fotovoltaïsche module, onderbreken sommige omvormers het circuit niet binnen de gespecificeerde tijd, wat leidt tot schade aan de apparatuur. Zo overschrijdt de reactietijd van de kortsluitbeveiliging bij de kortsluittest van een bepaald merk omvormer de standaardvereiste van 0,1 seconde, wat leidt tot schade aan interne componenten en de reparatiekosten oplopen tot wel 30% van de oorspronkelijke prijs van de apparatuur.
Oververhittingsfout: Bij hoge temperaturen beschikt 25% van de combinaties over een oververhittingsbeveiliging. Wanneer de omgevingstemperatuur van sommige omvormers hoger is dan 45 °C, kan het koelsysteem niet effectief werken, wat resulteert in een te hoge temperatuur van de apparatuur en automatische uitschakeling. Een voorbeeld: een bepaald model omvormer schakelt uit door een interne temperatuur van meer dan 70 °C na 2 uur continu draaien in een omgeving met hoge temperaturen in de zomer, wat de continue stroomopwekkingscapaciteit van het systeem beïnvloedt.
Fout door elektrische parameterfluctuaties: Bij de test met spannings- en stroomfluctuaties vertoont 30% van de combinaties fouten die worden veroorzaakt door elektrische parameterfluctuaties. Wanneer de lichtintensiteit van sommige fotovoltaïsche modules verandert, fluctueren de uitgangsspanning en -stroom sterk, wat het aanpassingsbereik van de omvormer overschrijdt en ertoe leidt dat de omvormer niet meer normaal functioneert. Wanneer bijvoorbeeld de lichtintensiteit van een groep fotovoltaïsche modules daalt van 1000 W/m² naar 500 W/m², daalt de uitgangsspanning met 20%, waardoor de omvormer niet langer de maximale vermogenspuntvolging kan bereiken en het rendement van de stroomopwekking met ongeveer 30% afneemt.
5.2 Test van de beschermingsfunctie
De test van de beschermingsfunctie is ontworpen om het zelfbeschermend vermogen van de zonne-omvormer en de fotovoltaïsche modules onder verschillende storingsomstandigheden te verifiëren en zo de veilige werking van het systeem te garanderen. Het onderzoeksteam heeft gedetailleerde tests uitgevoerd naar de beschermingsfuncties van verschillende combinaties, met de volgende resultaten:
Overbelastingsbeveiliging: Tijdens de overbelastingstest kon 85% van de combinaties de overbelastingsbeveiliging tijdig activeren, het circuit onderbreken en de apparatuur tegen schade beschermen. Wanneer bijvoorbeeld het uitgangsvermogen van een omvormer van een bepaald merk meer dan 20% van het nominale vermogen bedraagt, kan de overbelastingsbeveiliging binnen 0,05 seconde worden geactiveerd, het circuit worden onderbroken en de apparatuur effectief worden beschermd.
Kortsluitbeveiliging: Tijdens de kortsluittest kon 90% van de combinaties de kortsluitbeveiliging binnen de gespecificeerde tijd activeren. Zo kan een bepaald model omvormer na een kortsluiting het circuit binnen 0,08 seconde uitschakelen, waardoor schade aan de apparatuur wordt voorkomen en de veiligheid van het systeem wordt gewaarborgd.
Oververhittingsbeveiliging: Tijdens de hogetemperatuurtest kon 95% van de combinaties de oververhittingsbeveiliging activeren. Wanneer de interne temperatuur van een omvormer van een bepaald merk bijvoorbeeld 65 °C bereikt, wordt het koelsysteem automatisch gestart. Als de temperatuur blijft stijgen tot 70 °C, wordt het systeem automatisch uitgeschakeld ter bescherming, waardoor schade aan de apparatuur door oververhitting effectief wordt voorkomen.
Bescherming tegen elektrische parameterschommelingen: Tijdens de spannings- en stroomschommelingstest kon 70% van de combinaties de bescherming tegen elektrische parameterschommelingen activeren. Wanneer de uitgangsspanning van een bepaalde groep fotovoltaïsche modules bijvoorbeeld met 15% daalt, kan de omvormer de werkmodus automatisch aanpassen om de stabiele werking van het systeem te behouden en ervoor te zorgen dat de efficiëntie van de stroomopwekking niet wordt beïnvloed.
Isolatiebeschermingsfunctie: Bij vochtigheids- en hoogtetesten kan 80% van de combinaties de isolatiebeschermingsfunctie activeren. Bijvoorbeeld, in een omgeving met een hoge luchtvochtigheid, wanneer de isolatieweerstand van een bepaald merk fotovoltaïsche modules en omvormers daalt tot 80% van de standaardwaarde, kan de apparatuur automatisch de isolatiebescherming activeren, het circuit afsluiten en lekkage voorkomen.
Aardingsbeveiligingsfunctie: Bij de aardingsfouttest kan 90% van de combinaties de aardingsbeveiligingsfunctie tijdig activeren. Wanneer een bepaald model omvormer bijvoorbeeld een aardingsfout detecteert, kan deze het circuit binnen 0,1 seconde uitschakelen, waardoor de veiligheid van het systeem wordt gewaarborgd.

6. Analyse van overeenkomende testcases van verschillende merken en modellen

6.1 Testcase voor binnenlandse merkmatching
De binnenlandse markt voor zonne-energie ontwikkelt zich snel en er verschijnen voortdurend veel binnenlandse merken op de markt voor fotovoltaïsche modules en omvormers. Door tests te vergelijken met producten van enkele bekende binnenlandse merken, kan dit een belangrijke referentie vormen voor de bouw van binnenlandse zonne-energiesystemen.
Fotovoltaïsche modules van merk A en omvormers van merk B: Fotovoltaïsche modules van merk A hebben een groot marktaandeel op de binnenlandse markt en de producten staan ​​bekend om hun hoge efficiëntie en stabiliteit. Omvormers van merk B worden door de markt erkend vanwege hun geavanceerde technologie en goede compatibiliteit. In de test presteerde de combinatie goed op het gebied van elektrische parameterafstemming, met een spanningsafwijking van slechts 1%, en de stroomafstemming was ook relatief ideaal. De nominale ingangsstroom van de omvormer kan voldoen aan de maximale vermogenspuntstroomvereisten van de fotovoltaïsche modules. In de vermogensafstemmingstest kan het rendement van de combinatie opwekking meer dan 90% bereiken onder verschillende lichtomstandigheden, wat wijst op goede synergieprestaties. In de synergietest met het volgen van het maximale vermogenspunt kan de omvormer snel en nauwkeurig het maximale vermogenspunt van de fotovoltaïsche module volgen en kan het rendement van de stroomopwekking op meer dan 95% worden gehandhaafd, zelfs wanneer de lichtintensiteit snel verandert. In de test van de omgevingsaanpassing kan de combinatie stabiel functioneren bij temperaturen van -10 °C tot 45 °C, een relatieve luchtvochtigheid van 30% tot 80% en op hoogtes van 0 tot 2000 meter, met kleine schommelingen in de efficiëntie van de stroomopwekking en een uitvalpercentage van slechts 1%. In de test van de storingsmodus en de beveiligingsfunctie kunnen de overbelastingsbeveiliging, kortsluitbeveiliging, oververhittingsbeveiliging en andere functies van de combinatie tijdig worden geactiveerd om de apparatuur effectief tegen schade te beschermen. Dit toont aan dat de combinatie van binnenlandse fotovoltaïsche modules van merk A en omvormers van merk B een hoge compatibiliteit en betrouwbaarheid heeft en in de meeste delen van het land kan voldoen aan de behoeften voor zonne-energieopwekking.
Fotovoltaïsche modules van merk C en omvormers van merk D: Fotovoltaïsche modules van merk C genieten de voorkeur van Chinese gebruikers vanwege hun hoge prijs-kwaliteitverhouding en goede aftersalesservice. Omvormers van merk D richten zich op technologische innovatie en intelligent beheer. Tijdens de test ondervond de combinatie bepaalde problemen met de spanningsaanpassing, met een spanningsafwijking van 3%. Hoewel dit binnen het standaardbereik valt, heeft dit een zekere impact op de efficiëntie van de stroomopwekking. In de stroomaanpassingstest is de nominale ingangsstroom van de omvormer iets lager dan de maximale vermogenspuntstroom van de fotovoltaïsche module, waardoor de omvormer overbelast raakt bij hoge lichtintensiteit en de efficiëntie van de stroomopwekking met ongeveer 5% afneemt. In de vermogensaanpassingstest fluctueerde de efficiëntie van de stroomopwekking van de combinatie sterk onder verschillende lichtomstandigheden, met een gemiddelde efficiëntie van 85%, wat lager is dan de combinatie van merk A en merk B. In de collaboratieve test met maximale vermogenspunttracking is de trackingsnelheid van de omvormer laag en daalt de efficiëntie van de stroomopwekking met ongeveer 10% bij sterke veranderingen in de lichtintensiteit. In de test van de omgevingsaanpassing start de combinatie langzaam op bij lage temperaturen, moet de warmteafvoer worden verbeterd bij hoge temperaturen, fluctueert de efficiëntie van de stroomopwekking sterk en bedraagt ​​het uitvalpercentage ongeveer 3%. In de test van de storingsmodus en de beveiligingsfunctie kunnen de overbelastings- en kortsluitbeveiliging van de combinatie normaal starten, maar de oververhittingsbeveiliging heeft een iets langere responstijd bij hoge temperaturen, wat een zekere impact kan hebben op de levensduur van de apparatuur. Dit toont aan dat de combinatie van fotovoltaïsche modules van merk C en omvormers van merk D op sommige punten verder moet worden geoptimaliseerd om de compatibiliteit en betrouwbaarheid te verbeteren.
6.2 Testcase voor internationale merkcombinaties
Internationale merken beschikken over geavanceerde technologie en ruime ervaring op het gebied van fotovoltaïsche modules en omvormers, en hun producten hebben een uitstekende reputatie en een groot marktaandeel op de wereldmarkt. De gecombineerde test van internationale merkproducten kan een referentie vormen voor de hoogwaardige toepassing en internationale ontwikkeling van binnenlandse zonne-energiesystemen.
Combinatie van fotovoltaïsche modules van merk E en omvormer van merk F: Fotovoltaïsche modules van merk E staan ​​internationaal bekend om hun hoge efficiëntie en betrouwbaarheid. De producten maken gebruik van geavanceerde productieprocessen en materialen en hebben een lange levensduur. De omvormer van merk F wordt door gebruikers wereldwijd erkend vanwege zijn hoge prestaties en intelligente besturingstechnologie. In de test presteerde de combinatie goed op het gebied van elektrische parameterafstemming, met een spanningsafwijking van slechts 0,5% en een ideale stroomafstemming. De nominale ingangsstroom van de omvormer voldoet volledig aan de maximale vermogenspuntstroomvereisten van de fotovoltaïsche module. In de vermogensafstemmingstest kan het rendement van de combinatie opwekking meer dan 92% bereiken onder verschillende lichtomstandigheden, wat wijst op uitstekende synergieprestaties. In de synergietest met het volgen van het maximale vermogenspunt kan de omvormer het maximale vermogenspunt van de fotovoltaïsche module in realtime nauwkeurig volgen en kan het rendement van de stroomopwekking zelfs onder complexe lichtomstandigheden op meer dan 96% worden gehandhaafd. In de test van de omgevingsaanpassing kan de combinatie stabiel functioneren bij temperaturen van -25 °C tot 55 °C, een relatieve luchtvochtigheid van 20% tot 95% en een hoogte van 0 m tot 3500 m, met minimale schommelingen in de efficiëntie van de stroomopwekking en een uitvalpercentage van slechts 0,5%. In de test van de storingsmodus en de beveiligingsfunctie kunnen alle beveiligingsfuncties van de combinatie in zeer korte tijd worden geactiveerd, waardoor de apparatuur effectief tegen schade wordt beschermd. Dit toont aan dat de combinatie van fotovoltaïsche modules van het internationale merk E en omvormers van het merk F een extreem hoge compatibiliteit en betrouwbaarheid heeft, voldoet aan de behoeften van zonne-energieopwekking in diverse complexe omgevingen en een ideale keuze is voor hoogwaardige zonne-energiesystemen.
Fotovoltaïsche modules van merk G en omvormers van merk H: Fotovoltaïsche modules van merk G hebben de aandacht van gebruikers getrokken op de internationale markt met innovatieve technologie en een hoge prijs-kwaliteitverhouding. Omvormers van merk H richten zich op productstabiliteit en duurzaamheid. In de test presteerde de combinatie goed op het gebied van spanningsaanpassing, met een spanningsafwijking van 2%, wat binnen het standaardbereik valt. In de stroomaanpassingstest komt de nominale ingangsstroom van de omvormer in principe overeen met de maximale vermogenspuntstroom van de fotovoltaïsche module, maar onder extreme lichtomstandigheden kan de omvormer licht overbelast raken en neemt het rendement van de stroomopwekking met ongeveer 3% af. In de vermogensaanpassingstest bedraagt ​​het rendement van de combinatie gemiddeld 88% onder verschillende lichtomstandigheden, iets lager dan de combinatie van merk E en merk F, maar relatief stabiel bij gemiddelde lichtintensiteit. In de collaboratieve test met maximale vermogenspunttracking zijn de trackingprestaties van de omvormer relatief stabiel en neemt het rendement van de stroomopwekking met ongeveer 5% af wanneer de lichtintensiteit verandert. In de test van de omgevingsaanpassing startte de combinatie normaal bij lage temperaturen, maar bij hoge temperaturen en een hoge luchtvochtigheid fluctueerde de efficiëntie van de stroomopwekking sterk en bedroeg het uitvalpercentage ongeveer 2%. In de test van de storingsmodus en de beveiligingsfunctie kunnen de overbelastings- en kortsluitbeveiliging van de combinatie tijdig worden geactiveerd, maar de oververhittingsbeveiliging heeft een iets langere responstijd bij hoge temperaturen en een hoge luchtvochtigheid, wat een zekere impact kan hebben op de stabiliteit van de apparatuur op lange termijn. Dit toont aan dat de combinatie van fotovoltaïsche modules van merk G en omvormers van merk H relatief evenwichtig presteert, maar verdere optimalisatie is nodig in extreme omgevingen om de compatibiliteit en betrouwbaarheid te verbeteren.

7. Evaluatie van testresultaten en suggesties voor optimalisatie
7.1 Indicatoren voor de evaluatie van testresultaten
Om de resultaten van de compatibiliteitstest van de combinatie van zonneomvormers en fotovoltaïsche modules uitgebreid te kunnen evalueren, heeft het onderzoeksteam de prestaties ervan op basis van meerdere belangrijke indicatoren uitgebreid bestudeerd:
Energieopwekkingsrendement: gemeten door de verhouding tussen het werkelijke en het theoretische maximale vermogen van verschillende combinaties onder dezelfde lichtomstandigheden te vergelijken. De testresultaten tonen aan dat de combinatie met het hoogste energieopwekkingsrendement 96% kan bereiken, terwijl het laagste rendement slechts 75% bedraagt ​​en het gemiddelde energieopwekkingsrendement 87% bedraagt. Deze indicator geeft direct de energieomzettingsefficiëntie weer wanneer fotovoltaïsche modules en omvormers samenwerken en is een van de belangrijkste indicatoren voor de evaluatie van systeemprestaties.
Faalpercentage: De verhouding tussen het aantal storingen in elke combinatie tijdens de testcyclus en de totale bedrijfstijd wordt geteld. De testcyclus duurt één jaar en de resultaten laten zien dat de combinatie met het laagste uitvalpercentage slechts 0,5% bedraagt, terwijl het hoogste 15% bedraagt. Een laag uitvalpercentage betekent dat het systeem stabieler en betrouwbaarder is tijdens langdurig gebruik, waardoor onderhoudskosten en downtime worden verlaagd.
Elektrische parameterafstemming: inclusief spanningsafwijking, stroomafstemming en vermogensafstemming. De combinatie met de kleinste spanningsafwijking is slechts 0,5%, terwijl de grootste 18,18% bedraagt. Wat betreft stroomafstemming overschrijden sommige combinaties het nominale ingangsstroombereik van de omvormer, wat leidt tot overbelastingsrisico's. Het verlies aan energie-efficiëntie van combinaties met slechte vermogensafstemming kan oplopen tot 16,67%. Een goede elektrische parameterafstemming vormt de basis voor een efficiënte en stabiele werking van het systeem.
Omgevingsaanpassing: Evalueer de prestatieveranderingen van elke combinatie onder verschillende temperatuur-, vochtigheids- en hoogtecondities. De energieopwekkingsefficiëntie van de combinatie met goede temperatuuraanpassing fluctueert slechts met 5% in het bereik van -20 °C tot 50 °C, terwijl de fluctuatie van de slechte combinatie 20% kan bereiken; het uitvalpercentage van de combinatie met goede vochtigheidsaanpassing bedraagt ​​slechts 2% in het relatieve vochtigheidsbereik van 20% tot 90%, en de energieopwekkingsefficiëntie blijft in principe onaangetast; de energieopwekkingsefficiëntie van de combinatie met goede hoogteaanpassing fluctueert slechts met 3% in het bereik van 0 meter tot 3000 meter boven zeeniveau, en het uitvalpercentage is minder dan 1%. Uitstekende omgevingsaanpassing zorgt ervoor dat zonne-energieopwekkingssystemen stabiel kunnen werken onder een breder scala aan geografische en klimatologische omstandigheden.
Maximum Power Point Tracking (MPPT) synergieprestaties: meet het vermogen van de omvormer om het maximale vermogen van de zonnepanelen te volgen. Testresultaten tonen aan dat het rendement van de combinatie met de beste synergieprestaties meer dan 95% kan bereiken onder verschillende lichtomstandigheden, terwijl het rendement van de slechte combinatie met ongeveer 10% afneemt. Efficiënte MPPT-synergie kan het gebruik van het uitgangsvermogen van de zonnepanelen maximaliseren en de algehele efficiëntie van het systeem verbeteren.
7.2 Optimalisatiesuggesties
Op basis van de resultaten van de bovenstaande evaluatie-indicatoren doet het onderzoeksteam de volgende optimalisatievoorstellen om de compatibiliteit van zonneomvormers en fotovoltaïsche modules te verbeteren:
Verbeter de nauwkeurigheid van de elektrische parameterafstemming: Voor combinaties met grote spanningsafwijkingen kunnen fabrikanten van omvormers het circuitontwerp optimaliseren en nauwkeurigere spanningsregelingsalgoritmen gebruiken om het ingangsspanningsbereik van de omvormer flexibeler te maken en aan te passen aan de maximale vermogenspuntspanning van verschillende fotovoltaïsche modules. Ontwikkel bijvoorbeeld een omvormer met een breed ingangsspanningsbereik die de ingangsspanning automatisch kan identificeren en aanpassen om ervoor te zorgen dat de spanningsafstemmingsafwijking met de fotovoltaïsche module binnen 2% blijft. Om het probleem van de stroomafstemming aan te pakken, moeten fabrikanten van fotovoltaïsche modules de stabiliteit van het productieproces verder verbeteren en de fluctuatie van de uitgangsstroom van de module bij het maximale vermogen verminderen. Tegelijkertijd kunnen fabrikanten van omvormers het drempelbereik van de overbelastingsbeveiliging verhogen, zodat deze een bepaalde mate van stroomoverbelasting in korte tijd kan weerstaan, waardoor uitschakeling van de omvormer door een momentane stroom die het nominale bereik overschrijdt, wordt voorkomen.
Verbeter het ontwerp voor aanpassing aan de omgeving: Voor combinaties met een slechte temperatuuraanpassing moeten fabrikanten van omvormers het ontwerp van het warmteafvoersysteem verbeteren, efficiëntere warmteafvoermaterialen en -structuren gebruiken en ervoor zorgen dat de temperatuur van de omvormer effectief kan worden geregeld in een omgeving met hoge temperaturen; tegelijkertijd de prestaties van elektronische componenten bij lage temperaturen optimaliseren, zodat deze nog steeds normaal kunnen starten en werken bij lage temperaturen. Om aan de vochtigheidsaanpassing te voldoen, moeten fabrikanten van PV-modules en omvormers de afdichtingsprestaties van producten verbeteren, waterdichte en vochtbestendige verpakkingsmaterialen en afdichtingsprocessen gebruiken, het beschermingsniveau van interne componenten verbeteren en vochtlekkage voorkomen. Wat betreft de hoogteaanpassing moeten fabrikanten van omvormers de elektrische afstanden en de isolatiesterkte opnieuw ontwerpen om te voldoen aan de speciale eisen van ijle lucht in gebieden op grote hoogte en ervoor zorgen dat de apparatuur veilig en stabiel kan werken in omgevingen op grote hoogte.
Verbeter de gecoördineerde prestaties van het volgen van het maximale vermogenspunt: Fabrikanten van omvormers zouden meer moeten investeren in onderzoek en ontwikkeling van MPPT-algoritmen, snellere en nauwkeurigere trackingalgoritmen moeten ontwikkelen, de outputkarakteristieken van PV-modules in realtime moeten kunnen monitoren en de werkstatus van de omvormer snel moeten kunnen aanpassen om het maximale vermogenspunt nauwkeurig te kunnen volgen. Dit kan bijvoorbeeld door geavanceerde sensortechnologie te gebruiken om veranderingen in lichtintensiteit en temperatuur in realtime te monitoren, in combinatie met intelligente algoritmen om MPPT dynamisch aan te passen, zodat het rendement van de stroomopwekking onder verschillende lichtomstandigheden boven de 95% kan blijven. Tegelijkertijd zouden fabrikanten van PV-modules ook gedetailleerdere modulekarakteristieken en -parameters moeten verstrekken, zodat fabrikanten van omvormers het MPPT-algoritme beter kunnen optimaliseren en de synergetische prestaties kunnen verbeteren.
Versterk de kwaliteitscontrole en implementatie van normen: Fabrikanten moeten zich strikt houden aan de relevante internationale en nationale normen voor productie en kwaliteitscontrole om ervoor te zorgen dat elke productpartij voldoet aan de normvereisten. Versterk tijdens het productieproces de inspectie van grondstoffen, de monitoring van productieprocessen en de inspectie van eindproducten om compatibiliteitsproblemen veroorzaakt door kwaliteitsschommelingen in het productieproces te verminderen. Tegelijkertijd wordt aanbevolen dat relevante normbepalende instanties de normen en specificaties voor compatibiliteitstests van zonne-omvormers en fotovoltaïsche modules verder verbeteren en verfijnen, en meer testitems toevoegen voor daadwerkelijke toepassingsscenario's, zoals compatibiliteitstests onder verschillende terreinen (zoals bergen, vlaktes, woestijnen, enz.) en verschillende installatiemethoden (zoals dakinstallatie, grondinstallatie, wateroppervlakinstallatie, enz.), om de compatibiliteitsprestaties van producten uitgebreider te evalueren en gebruikers een nauwkeurigere basis te bieden voor het kiezen van geschikte producten.
Gezamenlijke R&D en tests uitvoeren: Fabrikanten van PV-modules en omvormers zouden hun samenwerking moeten versterken en gezamenlijke R&D- en testprojecten moeten uitvoeren. Door technische middelen en testgegevens te delen, kunnen we gezamenlijk het productontwerp optimaliseren en de compatibiliteit verbeteren. Zo kunnen beide partijen bijvoorbeeld gezamenlijk een gezamenlijk laboratorium opzetten om grootschalige compatibiliteitstests uit te voeren op gangbare PV-modules en omvormermodellen op de markt, de prestatiekenmerken en bestaande problemen van verschillende combinaties te analyseren en gerichte technische verbeteringen door te voeren.