1.3　光伏组件的工作环境

光伏组件的面积一般不大于1m×2m，功率一般不高于500W，电压和电流分别为50V和10A，很难满足实际需要。为了能够满足大功率电力输出的要求，组件通常被安装在支架上，并按照一定的设计要求串并联，经汇流、逆变和升压后，形成大型地面电站或者分布式光伏电站，对外输出源源不断的电能。

大型并网光伏电站主要建设在面积较大的开阔地（如沙漠、戈壁、滩涂、荒地、草原、山地、水面、农业大棚或者沼泽地等），属于发电侧并网，一般需要远距离电力传输，并网等级为35kV或者110kV，电站装机容量在20MW级以上。大型并网光伏电站主要包括组件、支架、汇流箱、直流配电柜、逆变器、升压变压器、监控系统、电气二次设备和建筑物等。大型并网光伏电站实例如图1.4所示。

图1.4　大型并网光伏电站实例

分布式并网光伏系统通常是指利用分散式资源、装机规模较小、建设在用户附近的发电系统，一般接入低于35kV或更低电压等级的电网。分布式并网光伏系统主要建设于面积较小的开阔地或建筑屋顶，系统直接在用户侧并网，不需要远距离传输，与电网配合向用户供电。系统并网等级为220V，一般装机容量在20MW以下。分布式并网光伏系统主要包括组件、支架、汇流箱、逆变器、监控系统和电气二次设备等。分布式并网光伏系统实例如图1.5所示。分布式光伏电站特指接近用户侧，将产生的电能就近使用的光伏电站系统。

图1.5　分布式并网光伏系统实例

独立光伏电站主要建设于远离公共电网的无电地区和一些特殊场所，为边远偏僻农村、牧区、海岛居民提供基本的生活用电。独立光伏电站配置有一定数量的蓄电池，将白天的太阳能电力存储至夜间使用。独立光伏电站的蓄电容量从几千瓦到几十千瓦，常与风力发电机、柴油发电机互补发电。独立光伏电站主要包括组件、支架、汇流箱、充放电控制器、蓄电池、逆变器、监控系统、电气二次设备、建筑物和输电线路等。独立光伏电站实例如图1.6所示。

图1.6　独立光伏电站实例

独立光伏电站结构如图1.7所示。

图1.7　独立光伏电站结构

组件是光伏电站的核心组成部件，其光电性能、机械性能、安全性和耐候性直接决定了光伏电站的稳定性和经济效益。组件被安装在户外支架上，设计使用年限一般为25年，若在此期间产生质量问题，更换和维护成本很高，因此必须保证组件能够经受户外严酷自然条件的考验并保持产品质量的长期稳定性和可靠性。

以中国为例，中国南北跨纬度广，各地接收太阳辐射热量的多少不等。根据各地超过10℃积温高低的不同，中国自北向南跨越寒温带、中温带、暖温带、亚热带和热带等温度带，同时包含特殊的青藏高寒区。另外中国跨经纬度较广，距海远近差距较大，加之地势高低不同，地形类型和山脉走向多样，因而气温和降水的组合丰富，形成了多种多样的气候。从气候类型上看，东部属季风气候（又可分为亚热带季风气候、温带季风气候和热带季风气候），西北部属温带大陆性气候，青藏高原属高寒气候。中国自然条件复杂，灾害性天气种类繁多，不同地区又有很大差异。灾害性天气可发生在不同季节，且一般具有突发性，这对户外安装的组件具有严重威胁，会造成重大损失的天气有大风、暴雨、冰雹、台风、寒潮、霜冻和沙尘暴等，同时盐雾、氨气等腐蚀性气体也会对组件造成损害。

严酷的自然条件和灾害性天气是造成组件损害的直接原因，因此研究组件在严酷典型环境下的性能具有重要的意义。我们希望通过组件检测，确保组件能够依据使用环境达到国际或者行业制定的性能及安全标准，常见的有机械性能检测、电学性能检测、耐候性检测和安全性能检测，通过检测产品所获得的相应检测能力证明，可以确保组件在经受相应的严酷环境后，产品性能在一定时期内保持稳定。