电力行业的重大突破：新系统可长期衡量太阳能性能

新的太阳能性能监控系统有潜力成为光伏的物联网。

适用于系统范围的Suns Voc电流电压测试。

亚利桑那州立大学的研究人员开发了一种新的可伸缩光伏系统中用于长期测量太阳能性能的系统，该系统在互连电源的成本和使用寿命方面均取得了突破。

开发太阳能电池后，在将其部署到室外的面板和系统中之前，必须先在实验室中对其进行“电流-电压”测试。一旦安装在室外，除非系统出现重大问题，否则通常不会再次对其进行测试。新的测试系统Suns-Voc在室外环境中根据光强度测量系统的电压，从而可以实时测量性能并进行详细的诊断。

“但是，在实验室内部，一切都是受控的，” ASU电气工程博士生兼研究生研究助理Alexander Killam解释说。他说：“我们的研究已经开发出一种方法，可以使用Suns-Voc来测量太阳能电池板在现实世界中的户外环境中的退化情况，该退化过程受到天气，温度和湿度的影响。”

当前的光伏模块可以以25％的效率使用25年。目标是将该时间范围扩展到50年或更长时间。

使用户外Suns-Voc监控光伏系统性能的主要作者基拉姆（Killam）表示，这种监控系统将为光伏制造商和大型公用事业机构提供调整设计所需的数据，以提高效率和使用寿命。

例如，大多数用于测量室外太阳能效率的技术都要求您断开电源传输机制。这种新方法可以在日出和日落期间自动进行每日测量，而不会影响电力传输。

“在20年前我们开发光伏电池时，面板价格昂贵。”负责ASU太阳能实验室硅材料部门的副研究教授Stuart Bowden说。“现在它们很便宜，我们不必担心面板的成本。我们对它们如何在不同环境中保持性能更感兴趣。

“迈阿密一家承销光伏系统的银行家想以美元和美分知道该系统将如何在迈阿密而不是在亚利桑那州的凤凰城运行。”

美国国家可再生能源实验室的合著者和材料科学博士学位的约瑟夫·卡拉斯说：“天气对亚利桑那州的光伏系统的影响将与威斯康星州或路易斯安那州的光伏系统有很大的不同。”“从各种气候和位置收集数据的能力将支持普遍有效的太阳能电池和系统的开发。”

研究团队能够在ASU的研究园区设施中测试其方法，该设施的主要实验室是太阳能实验室。对于下一步，实验室正在与加利福尼亚的一家发电厂进行谈判，该发电厂正在寻求在其功率曲线中增加一兆瓦的硅光伏电池。

该系统可以远程监控大型互连系统的可靠性和使用寿命，这将是电力行业的重大突破。

ASU太阳能实验室的硅异质结研究负责人安德烈·奥古斯托（Andre'Augusto）说：“大多数住宅太阳能屋顶系统不是房主所有，而是由公用事业公司或经纪人拥有，他们对监控光伏效率有既得利益。”该论文的合著者。

奥古斯托说：“同样，随着购物中心甚至规划中的住宅社区的开发商开始将太阳能纳入其建设项目中，对大规模监控的兴趣将会增加。”

根据Bowden的说法，所有这些都是关于数据的，特别是可以自动远程监控的数据-银行家的数据，开发商的数据和公用事业提供商的数据。

鲍登说，如果比尔·盖茨的智慧城市计划使用亚利桑那州的七叶树大学距离凤凰城约30英里的距离，那么该团队的测量技术将成为“光伏的物联网”。

参考：亚历山大·C·基拉姆，约瑟夫·F·卡拉斯，安德烈·奥古斯托和斯图尔特·鲍登的使用室外太阳光-VOC监测光伏系统性能，2020年12月4日，焦耳。DOI：
10.1016 / j.joule.2020.11.007

该材料基于美国国家科学基金会（NSF）和能源部（DOE）根据NSF CA No. EEC-1041895支持的工作。