3、PVsyst弱光参数的优化调整方法

在光伏系统设计时一般需要通过PVsyst软件进行发电量的模拟，该软件内部集成了大部分厂家的组件数据库，每种功率规格的组件对应一个PAN文件。最新的版本6系列比老版本5有了较大的修正，模拟结果也比老版本更加准确，尤其在弱光性能部分添加了Rsh（Gref）、Rsh（0）、Rsh（exp）和Rs（module）四大参数的自定义调整功能，设计人员可以基于实测数据进行修改。当然软件自身也设置了默认值，对于晶硅组件默认的Rsh(exp)为5.5，Rsh (0)是Rsh(Gref)的4倍，这些数据是PVsyst研究人员基于实测的大量数据分析得到的。据PVsyst官方介绍，按照IEC-61853-1测试方法，基于不同辐照下的大量实测数据显示，晶硅组件的相对转换效率在600W/m2-800 W/m2辐照区间比STC条件下约降低0.5%至1%，在200 W/m2降低1%-3%左右。其实，对于大多数设计人员，若仅仅知道组件的Datasheet上的基本电性能参数很难去评估组件的弱光性能，使用默认参数模拟下来的弱光损失比较高，如果组件供应商能给用户提供比较准确的弱光数据，设计人员可以根据PVsyst的修正功能进行调整，可得到更加准确的组件PAN文件，如果实在没有办法获得这些数据，也可以根据PVsyst研究人员得到的经验值来估算。下文以XXX-240P组件为例并参考PVsyst用户使用手册详细介绍弱光参数的调整方法[2]。

3.1 并联电阻值参数的调整方法

PVsyst软件是根据单二极管等效电路模型对电池和组件的性能进行模拟，参考图5。


其中描述单二极管模型的电流和电压的输出关系表达式如（1）所示。



（1）
式中IL为光生电流（A），I0为二极管反向饱和电流（A），n为二极管理想因子。相关研究成果表明（Mermoud 和 Lejeune ，2010；Eikelboom et al., 1997)：组件并联电阻值和入射光强有一定的关系，当入射光强降低后，并联电阻随光强成指数变化，公式如（2）所示 [2]。

Rsh= Rsh(Gref) + [ Rsh(0) -Rsh(Gref) ] ·exp(-Rsh(exp) · (G / Gref)) （2）

其中

Rsh(Gref)为STC下测试的并联电阻值。

Rsh(0)为辐照为0时的并联电阻值（在曲线上为Y轴的截距）。

Rsh (exp)：表征并联电阻值随辐照变化的其中一个变量。

G为实际的太阳辐照度；Gref为标准测试条件下光强1000W/m2。

图6为Rsh(exp)取不同的值时，对公式（2）进行曲线绘制，其中Rsh(Gref)=250Ω，Rsh(0)=1000Ω，当辐照降低时并联电阻值会增加。


在弱光模型中Rsh(Gref)、Rsh(0) 和Rsh (exp)值是可以根据实际情况进行调整，其中Rsh(Gref)为STC下测试的值。目前对于Rsh(Gref)的实际测试有太阳能模拟器的I-V测试法（STC）、DarkReverse I-V测试法、External Parallel Resistance测试法等，从行业相关研究文献[1]可知，一般使用太阳能模拟器测试出来的结果会明显偏低，原因是电流微小变化时，从IV曲线上获取Rsh(Gref)，太阳能模拟器缺乏足够的测试和计算精度。