光伏组件的自测温技术：移位因子方法与桑迪亚（Sandia）、费曼（Faiman）及IEC 60904-5模型的比较

《Progress in Photovoltaics: Research and Applications》：Self-Thermometry of PV Modules: Shift-Factor Approach Compared to Sandia, Faiman, and IEC 60904-5 Models

提出基于热力学原理的shift-factor方法，通过分析光伏模块开路电压或最大功率点电压与辐照度和温度的关系，实现非侵入式温度估算，误差仅1.6°C，优于传统传感器及IEC标准

　　

摘要

直接测量光伏（PV）模块温度的最常见方法是在其背面安装传感器。然而，在商业应用中这并不总是可行的，因为这种方法成本较高，需要定期校准，并且容易发生传感器脱落，从而导致数据失真。为了解决这一问题，研究人员开发了热模型（作为内在的温度计），以在不同现场条件下估算光伏模块的工作温度（T_mod）。这些自测温模型从简单的经验相关性模型到复杂的数值模型不等。模型的选择取决于具体应用场景，因为这些模型的预测精度各不相同。对于快速估算，经验模型已经足够；但对于光伏系统的详细性能分析，则需要更精确的模型。本文介绍了一种基于热力学的创新方法——移位因子法，该方法通过分析开路电压（V_oc）或最大功率点电压（V_mp）的变化来估算T_mod。通过将这些电气参数与辐照度和模块温度相关联，该方法不仅提供了一种灵活且非侵入式的温度估算方式，还能验证或校正传感器数据，从而有效补充和提升传统基于传感器的测量方法的可靠性。与其他自测温模型相比，所提出的移位因子法实现了最低的总体均方根误差（RMSE），仅为1.6?°C。虽然IEC 60904-5标准提供了略高的精度（较低的集中式RMSE），但其偏差较大且仅依赖于V_oc；相比之下，移位因子法同时利用V_oc和V_mp来进行T_mod的估算，从而提高了现场应用的适用性。