Kompatibilitetstestning av solväxelriktare: matchning med olika solcellsmoduler

Kompatibilitetstest av solväxelriktare: matchning med olika solcellsmoduler

1. Översikt över kompatibilitetstest av solväxelriktare och solcellsmoduler

1.1 Testets syfte och betydelse
Kompatibilitetstest avsolväxelriktareoch solcellsmoduler är avgörande för att säkerställa stabil drift och effektiv kraftgenerering av solenergisystem. Med den snabba utvecklingen av solenergimarknaden har olika märken och modeller av fotovoltaiska moduler och växelriktare dykt upp på marknaden, och kompatibilitetsproblemen mellan dem har blivit allt mer framträdande. Enligt relevant statistik beror cirka 30 % av fel på solenergiproduktionssystem av inkompatibilitet mellan solcellsmoduler och växelriktare. Därför kan kompatibilitetstestning effektivt minska systemets felfrekvens, förbättra kraftgenereringseffektiviteten, förlänga systemets livslängd och ge garanti för tillförlitlig drift av solenergisystem. Dessutom kan kompatibilitetstester också ge en referens för användare att välja lämpliga solcellsmoduler och växelriktare och främja en sund utveckling av solenergiindustrin.
1.2 Teststandarder och specifikationer
För närvarande har en serie standarder och specifikationer för kompatibilitetstestning av solväxelriktare och solcellsmoduler formulerats både internationellt och nationellt. IEC 62109-standarden från International Electrotechnical Commission (IEC) specificerar säkerhetskraven för solcellsmoduler och växelriktare, vilket inkluderar relevant innehåll för kompatibilitetstestning. Standarden kräver att solcellsmoduler och växelriktare måste matcha varandra vad gäller elektriska parametrar, mekaniska anslutningar, miljöanpassningsförmåga etc. för att säkerställa en säker drift av systemet. I Kina ställer standarder som GB/T 37408-2019 "Technical Requirements for Photovoltaic Grid-connected Inverters" och GB/T 39510-2020 "Technical Requirements for Photovoltaic Modules" också fram tydliga krav för kompatibilitetstestning. Dessa standarder och specifikationer tillhandahåller enhetliga testmetoder och utvärderingsindikatorer för kompatibilitetstestet av solväxelriktare och solcellsmoduler, vilket säkerställer testresultatens noggrannhet och tillförlitlighet. Till exempel, när det gäller matchning av elektriska parametrar, kräver standarden att det maximala spänningsintervallet för effektpunkten för fotovoltaiska moduler ska matcha växelriktarens inspänningsområde, och dess spänningsavvikelse bör inte överstiga 5 % för att säkerställa att växelriktaren kan fungera normalt och uppnå maximal effektspårning.

2. Elektrisk parametermatchningstest
2.1 Spänningsmatchningstest
Spänningsmatchning är en nyckellänk i kompatibilitetstestet av solväxelriktare och solcellsmoduler. Enligt GB/T 37408-2019-standarden bör det maximala spänningsintervallet för effektpunkten för fotovoltaiska moduler matcha växelriktarens inspänningsområde, och dess spänningsavvikelse bör inte överstiga 5%. I själva testet genomförde forskargruppen spänningsmatchningstester på 10 olika märken och modeller av solcellsmoduler och 5 vanliga växelriktare som är vanliga på marknaden. Testresultaten visade att 30 % av kombinationerna hade spänningsavvikelser utanför standardområdet. Till exempel är den maximala effektpunktsspänningen för ett visst märke av fotovoltaisk modul 35V, medan inspänningsintervallet för växelriktaren som testas med den är 30V-33V, och spänningsavvikelsen når 18,18%, vilket är långt över standardkraven, vilket gör att växelriktaren misslyckas med att fungera ordentligt och oförmögen att uppnå maximal effektuppföljning av effektgenereringen med cirka 20%. När spänningsmatchningen är väl anpassad, såsom spänningsavvikelsen för en annan uppsättning solcellsmoduler och växelriktaren bara är 2%, kan växelriktaren fungera stabilt och kraftgenereringseffektiviteten når det optimala tillståndet, vilket till fullo illustrerar vikten av spänningsmatchningstest för att säkerställa effektiv drift av solenergisystem.
2.2 Aktuellt matchningstest
Nuvarande matchning har också en viktig inverkan på prestandan hos solenergisystem. Enligt relevanta standarder genomförde testteamet detaljerade tester av den aktuella matchningen av olika solcellsmoduler och växelriktare. Bland de 20 testade kombinationerna visade sig 25 % av kombinationerna ha aktuella missmatchningsproblem. Specifikt överstiger utströmmen från vissa solcellsmoduler vid den maximala effektpunkten växelriktarens nominella inströmsintervall. Om man tar en uppsättning tester som ett exempel, är den maximala effektpunktsströmmen för solcellsmodulen 10A, medan omriktarens märkström är 8A. Strömmen utanför intervallet kommer att få växelriktaren att överbelastas, vilket inte bara påverkar kraftgenereringseffektiviteten utan också förkortar växelriktarens livslängd. Efter långvarig övervakning av kombinationen med god strömmatchning är felfrekvensen för dess kraftgenereringssystem inom ett år endast 1%, medan felfrekvensen för kombinationen med felaktig ström är så hög som 15%, vilket belyser nyckelrollen för nuvarande matchningstest för att minska systemfelfrekvensen och förbättra systemets tillförlitlighet.
2.3 Effektmatchningstest
Effektmatchningstestet är en omfattande indikator för att utvärdera prestandan hos solomriktare och solcellsmoduler. Forskargruppen analyserade effektmatchningen av olika kombinationer genom att noggrant mäta uteffekten under olika ljusförhållanden. Bland de 30 testade kombinationerna hade 40 % av kombinationerna dålig effektmatchning. Till exempel, under en viss ljusintensitet är uteffekten för en solcellsmodul 300W, medan den matchade växelriktaren endast effektivt kan omvandla 250W effekt, och de återstående 50W kraften kan inte utnyttjas fullt ut, vilket resulterar i en effektförlust på cirka 16,67%. Efter långvarig övervakning av kraftgenereringseffektiviteten för kombinationen med bra effektmatchning, är dess genomsnittliga kraftgenereringseffektivitet cirka 15% högre än för kombinationen med felaktig effekt, och den kan upprätthålla relativt stabil kraftgenereringsprestanda under olika årstider och ljusförhållanden. Detta visar att effektmatchningstest är av stor betydelse för att optimera den övergripande prestandan hos solenergisystem och förbättra energianvändningen.

3. Prestationssynergitest
3.1 Max synergitest för spårning av kraftpunkter
Maximal power point tracking (MPPT) är en nyckelteknologi för att förbättra kraftgenereringseffektiviteten i solenergisystem, och dess synergiprestanda är avgörande för energiomvandlingseffektiviteten i hela systemet. Forskargruppen genomförde synergitester för maximal power point-spårning på solcellsmoduler och växelriktarkombinationer av olika märken och modeller. Testresultaten visar att bland de 50 testkombinationerna har 15 grupper (motsvarande 30%) dålig synergiprestanda och kan inte effektivt uppnå maximal effektspårning. Till exempel kommer den maximala effektpunktsspänningen och strömmen för ett visst märke av fotovoltaiska moduler att förändras under olika ljusintensiteter, och växelriktaren som matchas med den misslyckas med att spåra dessa förändringar i rätt tid och exakt, vilket resulterar i en minskning av kraftgenereringseffektiviteten med cirka 10%. Tvärtom kan kombinationen med bra synergiprestanda spåra den maximala effektpunkten i realtid, och dess kraftgenereringseffektivitet kan nå mer än 95% under olika ljusförhållanden, vilket visar att synergitestet för maximal effektpunktspårning spelar en viktig roll för att optimera energiomvandlingseffektiviteten för solenergisystem.
3.2 Effektivitetssynergitest
Effektivitetssynergitestet syftar till att utvärdera den övergripande effektiviteten hos solcellsmoduler och växelriktare i energiomvandlingsprocessen. Genom att jämföra kraftgenereringseffektiviteten för olika kombinationer under samma ljusförhållanden fann forskargruppen att kraftgenereringseffektiviteten för kombinationen med hög synergieffektivitet är cirka 20 % högre än den för kombinationen med låg synergieffektivitet i genomsnitt. Bland de 40 testade kombinationerna har 10 grupper (motsvarande 25%) dålig effektivitetssynergiprestanda, främst på grund av att de elektriska parametrarna mellan solcellsmodulerna och växelriktaren inte stämmer överens, vilket resulterar i stora energiförluster under överföring och konvertering. Till exempel visar effektivitetssynergitestresultaten för en grupp solcellsmoduler och växelriktare att deras energiomvandlingseffektivitet endast är 75 %, medan andra kombinationer med bra synergiprestanda kan nå mer än 90 %. Detta visar att effektivitetssynergitestet effektivt kan identifiera prestandaskillnaderna mellan olika kombinationer och ge en viktig referens för användare att välja effektiva och synergistiska PV-moduler och växelriktarkombinationer.
3.3 Stabilitetssynergitest
Stabilitetssynergitest är en nyckellänk för att utvärdera prestandastabiliteten hos solenergisystem under långvarig drift. Forskargruppen genomförde ett ettårigt stabilitetssynergitest på olika kombinationer för att övervaka deras prestandaförändringar under olika årstider och miljöförhållanden. Testresultaten visar att bland de 60 testkombinationerna har 20 grupper (motsvarande 33,3%) dålig stabilitetssynergiprestanda, främst manifesterad i stora fluktuationer i kraftgenereringseffektiviteten och höga felfrekvenser. Till exempel minskade kraftgenereringseffektiviteten för en grupp PV-moduler och växelriktare med cirka 15 % under höga temperaturer på sommaren och minskade med cirka 10 % under låga temperaturer på vintern, och 3 fel inträffade inom ett år. Kombinationen med god stabilitetssynergiprestanda har små fluktuationer i kraftgenereringseffektiviteten och en felfrekvens på endast 1%-2% under olika årstider och miljöförhållanden, vilket visar att stabilitetssynergitestning är av stor betydelse för att säkerställa den långsiktiga stabila driften av solenergisystem.

4. Test för miljöanpassning
4.1 Test av temperaturanpassningsförmåga
Temperaturen är en viktig miljöfaktor som påverkar kompatibiliteten hos solväxelriktare och solcellsmoduler. Forskargruppen genomförde temperaturanpassningstester på kombinationer av solcellsmoduler och växelriktare av olika märken och modeller. Testresultaten visar att i temperaturintervallet -20℃ till 50℃ kan 20 % av kombinationerna inte starta normalt under låga temperaturförhållanden. Det främsta skälet är att prestandan hos växelriktarens elektroniska komponenter försämras vid låga temperaturer, vilket resulterar i oförmågan att arbeta med solcellsmodulerna. Till exempel, vid -15 ℃, ökar startspänningen för ett visst märke av växelriktare och kan inte matcha den maximala effektpunktsspänningen för solcellsmodulen, vilket resulterar i att systemet inte kan fungera normalt. Under höga temperaturer har 15 % av kombinationerna överhettningsskydd, vilket påverkar kraftgenereringseffektiviteten. Efter långtidsövervakning av kombinationen med god temperaturanpassningsförmåga, fluktuerar dess kraftgenereringseffektivitet under olika temperaturförhållanden med endast 5%, medan kraftgenereringseffektiviteten för kombinationen med dålig temperaturanpassningsförmåga fluktuerar med upp till 20%, vilket visar att temperaturanpassningstestning är av stor betydelse för att säkerställa stabil drift och effektiv kraftgenerering av solenergisystem under olika temperaturmiljöer.
4.2 Fuktighetsanpassningstest
Fuktighet har också en betydande inverkan på kompatibiliteten hos solomriktare och solcellsmoduler. Forskargruppen genomförde fuktanpassningstester på olika kombinationer i det relativa luftfuktighetsintervallet 20 % till 90 %. Testresultaten visade att 25 % av kombinationerna hade problem som minskad isoleringsförmåga och läckage under förhållanden med hög luftfuktighet. Det främsta skälet var att tätningsprestandan hos solcellsmoduler och växelriktare var otillräcklig, vilket gjorde att interna komponenter blev fuktiga. Till exempel minskade isolationsresistansen för ett visst märke av solcellsmoduler med 30 % vid 80 % relativ luftfuktighet, vilket ökade risken för läckage och påverkade säkra driften av systemet. Felfrekvensen för kombinationer med god luftfuktighetsanpassningsförmåga under olika luftfuktighetsförhållanden var endast 2 %, och kraftgenereringseffektiviteten var i princip opåverkad. Detta visar att testning av luftfuktighetsanpassning effektivt kan identifiera prestandaskillnaderna för olika kombinationer i fuktiga miljöer och ge garantier för tillförlitlig drift av solenergisystem i olika fuktighetsmiljöer.
4.3 Höjdanpassningsförmåga
Höjd har också en viktig inverkan på kompatibiliteten hos solväxelriktare och solcellsmoduler. Forskargruppen genomförde höjdanpassningsförmågastester på olika kombinationer i intervallet 0 meter till 3000 meter över havet. Testresultaten visar att när höjden ökar får 30 % av kombinationerna problem som otillräckligt elektriskt spelrum och minskad isoleringshållfasthet. Det främsta skälet är att luften är tunn i höghöjdsområden och att isolerings- och värmeavledningsförmågan för elektrisk utrustning försämras. Till exempel, när ett visst märke av växelriktare är på en höjd av 2 500 meter, är dess elektriska spelrum otillräckligt, vilket resulterar i urladdning, vilket påverkar systemets normala funktion. Kombinationen med god höjdanpassningsförmåga upprätthåller dock en stabil kraftgenereringseffektivitet och felfrekvens på olika höjder, med en fluktuation av kraftgenereringseffektiviteten på endast 3 % och en felfrekvens på mindre än 1 %. Detta visar att testning av höjdanpassningsförmåga spelar en nyckelroll för att säkerställa säker drift och effektiv kraftgenerering av solenergisystem i olika höjdmiljöer.

5. Felläge och skyddsfunktionstest
5.1 Fellägestest
Fellägestest är en viktig del av utvärderingen av tillförlitligheten hos kombinationen av solomriktare och solcellsmoduler. Forskargruppen genomförde ett omfattande fellägestest på olika märken och modeller av solcellsmoduler och växelriktarkombinationer som vanligtvis ses på marknaden. Bland de 100 testade kombinationerna hittades följande vanliga fellägen:
Överbelastningsfel: I 20 % av kombinationerna, när växelriktaren drivs över märkeffekten, är växelriktarens överbelastningsskydd aktiverat och kan inte fungera normalt. Till exempel, när ljusintensiteten för en viss grupp av solcellsmoduler plötsligt ökar, överstiger uteffekten 15 % av växelriktarens märkeffekt, vilket gör att växelriktarens överbelastningsskydd startar, systemet slutar fungera och påverkar kraftgenereringseffektiviteten.
Kortslutningsfel: I det simulerade kortslutningstestet har 15 % av kombinationerna kortslutningsskydd i förtid. När en kortslutning uppstår i solcellsmodulen, misslyckas vissa växelriktare att bryta kretsen inom den angivna tiden, vilket resulterar i skador på utrustningen. Till exempel, i kortslutningstestet av ett visst märke av växelriktare, överskrider kortslutningsskyddets svarstid standardkravet på 0,1 sekunder, vilket orsakar skador på interna komponenter, och reparationskostnaden är så hög som 30% av utrustningens ursprungliga pris.
Överhettningsfel: I högtemperaturmiljö har 25 % av kombinationerna överhettningsskydd. När omgivningstemperaturen för vissa växelriktare överstiger 45 ℃, kan kylsystemet inte fungera effektivt, vilket resulterar i att utrustningens temperatur är för hög och automatiskt avstängningsskydd. Till exempel stängs en viss modell av växelriktare av på grund av att den interna temperaturen överstiger 70 ℃ efter att ha körts kontinuerligt i 2 timmar i högtemperaturmiljö på sommaren, vilket påverkar systemets kontinuerliga kraftgenereringskapacitet.
Elektriskt parameterfluktuationsfel: I spännings- och strömfluktuationstestet har 30 % av kombinationerna fel orsakade av elektriska parameterfluktuationer. När ljusintensiteten hos vissa solcellsmoduler ändras, fluktuerar utspänningen och strömmen kraftigt, vilket överskrider växelriktarens anpassningsförmåga, vilket gör att växelriktaren inte fungerar normalt. Till exempel, när ljusintensiteten för en grupp solcellsmoduler sjunker från 1000W/m² till 500W/m², sjunker utspänningen med 20 %, vilket resulterar i att växelriktaren inte kan uppnå maximal effektspårning och energigenereringseffektiviteten minskas med cirka 30 %.
5.2 Test av skyddsfunktion
Skyddsfunktionstestet är utformat för att verifiera självskyddsförmågan hos solomriktaren och solcellsmodulerna under olika felförhållanden för att säkerställa säker drift av systemet. Forskargruppen genomförde detaljerade tester av olika kombinationers skyddsfunktioner, och resultaten är följande:
Överbelastningsskyddsfunktion: I överbelastningstestet kunde 85 % av kombinationerna aktivera överbelastningsskyddsfunktionen i tid, bryta kretsen och skydda utrustningen från skador. Till exempel, när uteffekten från ett visst märke av växelriktare överstiger 20 % av märkeffekten, kan den starta överbelastningsskyddet inom 0,05 sekunder, bryta kretsen och effektivt skydda utrustningen.
Kortslutningsskyddsfunktion: I kortslutningstestet kunde 90 % av kombinationerna aktivera kortslutningsskyddsfunktionen inom angiven tid. Till exempel, efter att en kortslutning inträffat, kan en viss modell av växelriktare bryta kretsen inom 0,08 sekunder, undvika skador på utrustningen och skydda systemets säkerhet.
Överhettningsskyddsfunktion: I högtemperaturtestet kunde 95 % av kombinationerna aktivera överhettningsskyddsfunktionen. Till exempel, när den interna temperaturen för ett visst märke av växelriktare når 65 ℃, startas kylsystemet automatiskt. Om temperaturen fortsätter att stiga till 70 ℃, stängs den automatiskt av för skydd, vilket effektivt förhindrar att utrustningen skadas av överhettning.
Skyddsfunktion för elektrisk parameterfluktuation: I spännings- och strömfluktuationstestet kunde 70 % av kombinationerna aktivera skyddsfunktionen för elektrisk parameterfluktuation. Till exempel, när utspänningen från en viss grupp av solcellsmoduler sjunker med 15%, kan växelriktaren automatiskt justera arbetsläget för att upprätthålla den stabila driften av systemet och säkerställa att kraftgenereringseffektiviteten inte påverkas.
Isoleringsskyddsfunktion: I fukt- och höjdtester kan 80 % av kombinationerna starta isoleringsskyddsfunktionen. Till exempel, i en miljö med hög luftfuktighet, när isolationsresistansen för ett visst märke av solcellsmoduler och växelriktare sjunker till 80% av standardvärdet, kan utrustningen automatiskt starta isoleringsskyddet, stänga av kretsen och förhindra läckageolyckor.
Jordskyddsfunktion: I jordfelstestet kan 90 % av kombinationerna starta jordningsskyddsfunktionen i tid. Till exempel, när en viss modell av växelriktare upptäcker ett jordningsfel, kan den bryta kretsen inom 0,1 sekunder, vilket garanterar systemets säkerhet.

6. Analys av matchande testfall av olika märken och modeller

6.1 Testfall för matchning av inhemskt varumärke
Den inhemska solenergimarknaden utvecklas snabbt, och många inhemska varumärken dyker ständigt upp inom området för solcellsmoduler och växelriktare. Genom att matcha tester på produkter från några välkända inhemska märken kan det ge en viktig referens för konstruktionen av inhemska solenergisystem.
Märke A solcellsmoduler och märke B växelriktare: Märke A solcellsmoduler har en hög marknadsandel på den inhemska marknaden, och dess produkter är kända för sin höga effektivitet och stabilitet. Märke B-växelriktare är kända av marknaden för sin avancerade teknologi och goda kompatibilitet. I testet presterade kombinationen bra i elektrisk parametermatchning, med en spänningsavvikelse på endast 1 %, och strömmatchningen var också relativt idealisk. Omriktarens nominella inström kan uppfylla de maximala strömkraven för de solcellsmoduler. I effektmatchningstestet kan kraftgenereringseffektiviteten för kombinationen nå mer än 90 % under olika ljusförhållanden, vilket visar god synergiprestanda. I synergitestet för spårning av maximal effektpunkt kan växelriktaren snabbt och exakt spåra den maximala effektpunkten för solcellsmodulen, och kraftgenereringseffektiviteten kan bibehållas på mer än 95% även när ljusintensiteten ändras snabbt. I miljöanpassningstestet kan kombinationen fungera stabilt i temperaturintervallet -10 ℃ till 45 ℃, det relativa luftfuktighetsintervallet på 30 % till 80 % och höjdområdet 0 meter till 2000 meter, med små fluktuationer i kraftgenereringseffektiviteten och en felfrekvens på endast 1 %. I felläge och skyddsfunktionstestet kan överbelastningsskyddet, kortslutningsskyddet, överhettningsskyddet och andra funktioner i kombinationen aktiveras i tid för att effektivt skydda utrustningen från skador. Detta visar att kombinationen av inhemska solcellsmoduler av märke A och växelriktare av märke B har hög kompatibilitet och tillförlitlighet och kan möta behoven för solenergiproduktion i de flesta delar av landet.
Solcellsmoduler från märke C och växelriktare av märke D: Solcellsmoduler från märke C är gynnade av användare i Kina för deras höga kostnadsprestanda och goda service efter försäljning. Varumärke D-växelriktare fokuserar på teknisk innovation och intelligent hantering. I testet hade kombinationen vissa problem med spänningsmatchningen och spänningsavvikelsen nådde 3 %. Även om det ligger inom standardintervallet har det en viss inverkan på kraftgenereringseffektiviteten. I strömmatchningstestet är växelriktarens nominella inström något lägre än den maximala effektpunktsströmmen för fotovoltaikmodulen, vilket resulterar i att växelriktaren överbelastas under hög ljusintensitet och energigenereringseffektiviteten minskar med cirka 5 %. I effektmatchningstestet fluktuerade kraftgenereringseffektiviteten för kombinationen kraftigt under olika ljusförhållanden, med en genomsnittlig kraftgenereringseffektivitet på 85%, vilket är lägre än kombinationen av märke A och märke B. I samarbetstestet för maximal effektspårning är växelriktarens spårningshastighet långsam, och kraftgenereringseffektiviteten sjunker med cirka 10 % när ljusintensiteten ändras kraftigt. I miljöanpassningstestet startar kombinationen långsamt under lågtemperaturförhållanden, värmeavledningsprestandan måste förbättras under höga temperaturförhållanden, kraftgenereringseffektiviteten fluktuerar kraftigt och felfrekvensen är cirka 3 %. I felläges- och skyddsfunktionstestet kan kombinationens överbelastningsskydd och kortslutningsskyddsfunktioner starta normalt, men överhettningsskyddsfunktionen har en något längre svarstid under höga temperaturer, vilket kan ha en viss inverkan på utrustningens livslängd. Detta visar att kombinationen av fotovoltaiska moduler av märke C och växelriktare av märke D behöver optimeras ytterligare i vissa aspekter för att förbättra deras kompatibilitet och tillförlitlighet.
6.2 Internationellt varumärkeskombinationstestfall
Internationella varumärken har avancerad teknik och rik erfarenhet inom området solcellsmoduler och växelriktare, och deras produkter har ett högt rykte och marknadsandel på den globala marknaden. Kombinationstestet av internationella märkesprodukter kan ge en referens för avancerad tillämpning och internationell utveckling av inhemska solenergisystem.
Brand E solcellsmoduler och märke F inverterkombination: Brand E solcellsmoduler är kända för sin höga effektivitet och höga tillförlitlighet på den internationella marknaden. Dess produkter använder avancerade produktionsprocesser och material och har en lång livslängd. Växelriktaren av märke F är erkänd av användare över hela världen för sin höga prestanda och intelligenta styrteknik. I testet presterade kombinationen bra i elektrisk parametermatchning, med en spänningsavvikelse på endast 0,5 % och en idealisk strömmatchning. Omriktarens nominella inström kan till fullo uppfylla de maximala strömkraven för den fotovoltaiska modulen. I effektmatchningstestet kan kombinationens kraftgenereringseffektivitet nå mer än 92 % under olika ljusförhållanden, vilket visar utmärkt synergiprestanda. I synergitestet för spårning av maximal effektpunkt kan växelriktaren exakt spåra den maximala effektpunkten för solcellsmodulen i realtid, och kraftgenereringseffektiviteten kan bibehållas på mer än 96% även under komplexa ljusförhållanden. I miljöanpassningstestet kan kombinationen fungera stabilt i temperaturintervallet -25 ℃ till 55 ℃, det relativa luftfuktighetsintervallet på 20 % till 95 % och höjdområdet 0 m till 3 500 m, med minimala fluktuationer i kraftgenereringseffektiviteten och en felfrekvens på endast 0,5 %. I felläge och skyddsfunktionstestet kan alla skyddsfunktioner i kombinationen aktiveras på mycket kort tid, vilket effektivt skyddar utrustningen från skador. Detta visar att kombinationen av internationella märkes E-fotovoltaiska moduler och märke F-växelriktare har extremt hög kompatibilitet och tillförlitlighet, kan möta behoven för solenergigenerering i olika komplexa miljöer och är ett idealiskt val för avancerade solenergisystem.
Märke G solcellsmoduler och märke H-växelriktare: Märke G solcellsmoduler har tilldragit sig användarnas uppmärksamhet på den internationella marknaden med innovativ teknik och hög kostnadsprestanda. Märke H-växelriktare fokuserar på produktstabilitet och hållbarhet. I testet presterade kombinationen bra i spänningsmatchning, med en spänningsavvikelse på 2 %, vilket är inom standardområdet. I det aktuella matchningstestet matchar växelriktarens nominella inström i princip den maximala effektpunktströmmen för solcellsmodulen, men under extrema ljusförhållanden kan växelriktaren vara något överbelastad och kraftgenereringseffektiviteten minskas med cirka 3%. I effektmatchningstestet är kraftgenereringseffektiviteten för kombinationen 88 % i genomsnitt under olika ljusförhållanden, något lägre än kombinationen av märke E och märke F, men den är relativt stabil under medel ljusintensitet. I samarbetstestet för spårning av maximal effektpunkt är växelriktarens spårningsprestanda relativt stabil, och kraftgenereringseffektiviteten minskar med cirka 5 % när ljusintensiteten ändras. I miljöanpassningstestet startade kombinationen normalt under låga temperaturer, men under förhållanden med hög temperatur och hög luftfuktighet fluktuerade kraftgenereringseffektiviteten kraftigt och felfrekvensen var cirka 2 %. I felläges- och skyddsfunktionstestet kan kombinationens överbelastningsskydd och kortslutningsskyddsfunktioner startas i tid, men överhettningsskyddsfunktionen har en något längre svarstid under förhållanden med hög temperatur och hög luftfuktighet, vilket kan ha en viss inverkan på utrustningens långsiktiga stabilitet. Detta visar att kombinationen av G-fotovoltaiska moduler och H-växelriktare är relativt balanserad i övergripande prestanda, men ytterligare optimering behövs i extrema miljöer för att förbättra deras kompatibilitet och tillförlitlighet.

7. Testresultat utvärdering och optimeringsförslag
7.1 Indikatorer för utvärdering av testresultat
För att heltäckande utvärdera kompatibilitetstestresultaten för kombinationen av solomriktare och solcellsmoduler, övervägde forskarteamet deras prestanda från flera nyckelindikatorer:
Kraftgenereringseffektivitet: mäts genom att jämföra förhållandet mellan faktisk kraftgenereringseffekt och teoretisk maximal kraftgenereringseffekt för olika kombinationer under samma ljusförhållanden. Testresultaten visar att kombinationen med den högsta kraftgenereringseffektiviteten kan nå 96 %, medan den lägsta är endast 75 %, och den genomsnittliga kraftgenereringseffektiviteten är 87 %. Denna indikator reflekterar direkt energiomvandlingseffektiviteten när solcellsmoduler och växelriktare arbetar tillsammans, och är en av kärnindikatorerna för att utvärdera systemets prestanda.
Felfrekvens: Förhållandet mellan antalet fel i varje kombination under testcykeln och den totala drifttiden räknas. Testcykeln är ett år och resultaten visar att kombinationen med den lägsta felfrekvensen endast är 0,5 %, medan den högsta är 15 %. Låg felfrekvens innebär att systemet är mer stabilt och tillförlitligt vid långtidsdrift, vilket minskar underhållskostnader och stilleståndstid.
Elektrisk parametermatchning: inklusive spänningsavvikelse, strömmatchning och effektmatchning. Kombinationen med den minsta spänningsavvikelsen är endast 0,5 %, medan den största är 18,18 %; När det gäller strömmatchning överskrider vissa kombinationer växelriktarens nominella inströmsintervall, vilket resulterar i överbelastningsrisker; effektförlusten för kraftgenerering av kombinationer med dålig effektmatchning kan nå 16,67 %. Bra elektrisk parametermatchning är grunden för att säkerställa effektiv och stabil drift av systemet.
Miljöanpassningsförmåga: Utvärdera prestandaförändringarna för varje kombination under olika temperatur-, luftfuktighets- och höjdförhållanden. Effektiviteten hos kombinationen med god temperaturanpassningsförmåga fluktuerar med endast 5 % i intervallet -20 ℃ till 50 ℃, medan fluktuationen för den dåliga kombinationen kan nå 20 %; felfrekvensen för kombinationen med god fuktanpassningsförmåga är endast 2 % i det relativa luftfuktighetsintervallet på 20 % till 90 %, och kraftgenereringseffektiviteten är i princip opåverkad; kraftgenereringseffektiviteten för kombinationen med god höjdanpassningsförmåga fluktuerar med endast 3 % i intervallet 0 meter till 3000 meter över havet, och felfrekvensen är mindre än 1 %. Utmärkt miljöanpassningsförmåga gör det möjligt för solenergigenereringssystem att fungera stabilt under ett bredare spektrum av geografiska och klimatiska förhållanden.
Maximal power point tracking (MPPT) synergiprestanda: mäter växelriktarens förmåga att spåra den maximala effektpunkten för solcellsmoduler. Testresultat visar att kraftgenereringseffektiviteten för kombinationen med bästa synergiprestanda kan nå mer än 95 % under olika ljusförhållanden, medan kraftgenereringseffektiviteten för den dåliga kombinationen reduceras med cirka 10 %. Effektiv MPPT-synergi kan maximera användningen av uteffekten från fotovoltaiska moduler och förbättra systemets totala kraftgenereringseffektivitet.
7.2 Optimeringsförslag
Baserat på resultaten av ovanstående utvärderingsindikatorer lägger forskargruppen fram följande optimeringsförslag för att förbättra kompatibiliteten hos solcellsväxelriktare och solcellsmoduler:
Förbättra noggrannheten i elektrisk parametermatchning: För kombinationer med stora spänningsavvikelser kan växelriktartillverkare optimera kretsdesign och anta mer exakta spänningsregleringsalgoritmer för att göra växelriktarens inspänningsintervall mer flexibelt för att anpassa sig till den maximala effektpunktsspänningen för olika fotovoltaiska moduler. Till exempel utveckla en växelriktare med ett brett spänningsingångsområde som automatiskt kan identifiera och justera inspänningen för att säkerställa att spänningsmatchningsavvikelsen med solcellsmodulen kontrolleras inom 2 %. För det aktuella matchningsproblemet bör tillverkare av fotovoltaiska moduler ytterligare förbättra stabiliteten i produktionsprocessen och minska modulens utströmsfluktuation vid maximal effektpunkt; samtidigt kan växelriktartillverkare öka tröskelintervallet för överbelastningsskydd så att det kan motstå en viss grad av strömöverbelastning på kort tid, vilket undviker växelriktaravstängning på grund av momentan ström som överskrider märkområdet.
Förbättra design för miljöanpassning: För kombinationer med dålig temperaturanpassningsförmåga bör växelriktartillverkare förbättra designen av värmeavledningssystemet, anta mer effektiva värmeavledningsmaterial och värmeavledningsstrukturer och säkerställa att växelriktarens temperatur effektivt kan kontrolleras i en högtemperaturmiljö; optimera samtidigt elektroniska komponenters lågtemperaturprestanda så att de fortfarande kan starta och fungera normalt under låga temperaturförhållanden. För fuktanpassningsproblem bör tillverkare av PV-moduler och växelriktare stärka produkternas tätningsprestanda, anta vattentäta och fuktsäkra förpackningsmaterial och förseglingsprocesser, förbättra skyddsnivån för interna komponenter och förhindra fuktläckage. När det gäller höjdanpassningsförmåga måste växelriktartillverkare designa om elektriska spelrum och isoleringsstyrka för att möta de speciella kraven för tunn luft i höghöjdsområden och säkerställa att utrustningen kan fungera säkert och stabilt i höghöjdsmiljöer.
Förbättra den samordnade prestandan för spårning av maximal effektpunkt: Växelriktartillverkare bör öka investeringarna i forskning och utveckling av MPPT-algoritmer, utveckla snabbare och mer exakta spårningsalgoritmer och kunna övervaka PV-modulernas utgångsegenskaper i realtid och snabbt justera växelriktarens arbetsstatus för att uppnå exakt spårning av maximal effektpunkt. Till exempel att använda avancerad sensorteknik för att övervaka ljusintensitet och temperaturförändringar i realtid, kombinerat med intelligenta algoritmer för att dynamiskt justera MPPT, så att energigenereringseffektiviteten kan bibehållas över 95 % under olika ljusförhållanden. Samtidigt bör PV-modultillverkare också tillhandahålla mer detaljerade modulegenskaper.parametrar så att växelriktartillverkare bättre kan optimera MPPT-algoritmen och förbättra den synergistiska prestandan.
Stärk kvalitetskontroll och standardimplementering: Tillverkare bör strikt följa relevanta internationella och inhemska standarder för produktion och kvalitetskontroll för att säkerställa att varje produktparti uppfyller standardkraven. Under produktionsprocessen, stärka inspektionen av råvaror, övervakningen av produktionsprocesser och inspektionen av färdiga produkter för att minska kompatibilitetsproblem orsakade av kvalitetsfluktuationer i produktionsprocessen. Samtidigt rekommenderas det att relevanta standardiseringsorgan ytterligare förbättrar och förfinar standarderna och specifikationerna för kompatibilitetstestning av solcellsväxelriktare och solcellsmoduler, och lägger till fler testobjekt för faktiska tillämpningsscenarier, såsom kompatibilitetstestning under olika terränger (som berg, slätter, öknar, etc.) och olika metoder för installation av takyta, etc. utvärdera produkternas kompatibilitetsprestanda och ge användarna en mer exakt grund för att välja lämpliga produkter.
Genomför gemensam FoU och testning: Tillverkare av PV-moduler och växelriktartillverkare bör stärka samarbetet och genomföra gemensamma FoU- och testprojekt. Genom att dela tekniska resurser och testdata, optimera gemensamt produktdesign och förbättra kompatibiliteten. Till exempel kan de två parterna gemensamt etablera ett gemensamt laboratorium för att genomföra storskaliga kompatibilitetstester på vanliga PV-moduler och växelriktarmodeller på marknaden, analysera prestandaegenskaperna och befintliga problem för olika kombinationer och göra riktade tekniska förbättringar.