曲面车载光伏（VIPV）表面的新型测试方法

国际能源署光伏发电系统计划 (IEA-PVPS) 第 17 工作组最近发布了一份报告，展示了一种用于弯曲车辆集成光伏 (VIPV) 表面的新测试装置。

这项研究涵盖了 2023 年 8 月在法国勒布尔歇狄拉克中心进行的一项为期 8 天的研究成果。结果表明，VIPV 表面的曲率可分别引起高达 261 W/m² 的辐照度不均匀性和高达 13°C 的温度不均匀性。

研究人员表示，与平坦的光伏表面相比，曲率半径为 3 米的 VIPV 在晴朗天气下会损失 17% 的能量，在阴雨天气下会损失 6% 的能量。

在实验过程中，团队每分钟测量一次单个电池。他们还分析了弯曲的光伏屋顶如何影响性能、太阳辐照度的均匀性和温度。

研究人员建议，为了优化能量产量，VIPV 产品团队可以增加最大功率点跟踪 (MPPT) 通道的数量，并考虑将 PV 表面设计得更平坦，以自然地优化能量收集。

然而，每一项优化建议都面临挑战。法国替代能源和原子能委员会 (CEA) 的共同作者 Bertrand Champion 告诉《光伏杂志》：“过于平坦的屋顶违背了汽车行业的趋势。此外，更多的 MPPT 通道会增加电池板成本和系统复杂性。”

Chambion 表示，发布该报告的目的是提高原始设备制造商 (OEM)、汽车制造商、利益相关者和光伏行业研究人员对影响 VIPV 性能的因素和潜在解决方案的认识。

第17工作组报告中描述的户外光伏监测测试台专为乘用车上的曲面太阳能表面而设计。该团队使用它来监测太阳辐照度和温度，并收集数据以测量入射角对VIPV组件表面的影响及其不均匀性。

在构建测试装置时，团队选择设计单个太阳能电池矩阵，而不是使用商用光电二极管。“Champion 解释说：“这更简单、更易于集成，也更能代表最终的应用。测量结果可用于验证模型。“

该设备采用M6尺寸、9条双条PERC太阳能电池，以5×5矩阵排列，并配备热电偶、辐照度和温度传感器。此外，还配备多通道数据记录器、多路复用器、VIPV屋顶模型以及专用能源管理系统 (EMS)，用于逐分钟监测辐照度和温度数据。

每分钟对单个电池进行一次测量。测试面板在无遮挡的环境中经历了三种天气场景：雨天、晴天和阴天。面板朝南，安装方式模拟车辆在停车阶段的随机朝向。

展望未来，研究人员建议开展一个为期一年的项目来收集代表性数据，并指出也应该在其他地点进行测试。