本页面完成于 2019 年 3 月
该组件测量方法使用电阻变量来确定功率 IV 曲线。通过改变组件负载的电阻并测量电压和电流，可以生成特定面板的功率IV曲线。该方法最终将允许组件用户和该组件制造商提供的曲线做比较和对比。功率IV曲线可以提供组件的最大功率点（PMAX），可以与制造商的预期功率输出规格进行对比。由于有了功率 IV 曲线，所以该方法还可以帮助识别组件中的并联电阻和串联电阻。有关电阻对太阳能组件影响的讨论可以在此处找到。
带负载测量
理想情况下，我们希望组件在最大功率点运行。组件电压为VMP，组件电流为IMP。我们已经知道组件的功率输出 PMAX，但我们还需要负载电阻 Rload，它可以根据欧姆定律得到：
$$R_{load} = \frac{V_{MP}}{I_{MP}} $$
在下面的组件中，VMP 等于 32.4 V，IMP 等于 9.1 A，Rload 应为 3.5 欧姆。
大多数组件背面都有一个标签，给出标准测试条件 (STC) 下的性能。
所使用的电阻应在最大功率点电压（Vmp）和最大功率点电流（Imp）左右。如果 Vmp 和 Imp 未知，则开路电压 (VOC) 和短路电流 (Isc) 是一个很好的近似值。通常，组件的背面会有一个标签，列出 VMP 和 IMP。 VOC 和 ISC 可以使用万用表找到。
组件产生数百瓦的功率，因此需要高瓦数的功率电阻器。然而，测量仅持续很短的时间，因此我们不需要全额定功率的功率电阻器。也可使用水来冷却电阻器。示例结果中使用的设计可承受 100 瓦的功率，电阻值在 0.5 Ω、1 Ω 和 4 Ω 之间变化。当以各种串联组合连接时，电阻范围为 1 Ω 至 19 Ω。大约是上面计算的 PMAX 处计算电阻的五分之一到五倍。
用于测量组件IV 曲线的一组功率电阻器。将电阻器串联和并联可以得到多个值。
所需材料
- 两台万用表 - 一台用于电压，一台用于电流
- 冷却电阻用的水
- 两个或更多个鳄鱼夹线
- 防护手套 – 组件和电阻器会变热
- 电阻器
- 太阳能组件
上面列出的用于组件测量的推荐材料
仪表放置的示意图如下所示。电阻器在测量过程中会发热，其值可能会发生漂移。使用两台仪表，一台用于电流，一台用于电压，意味着我们不需要精密电阻，也无需考虑测量过程中漂移的不确定性。
组件连接示意图。
红色表读数为电压，蓝色表读数为电流。使用电阻上的鳄鱼夹可以轻松更改值。
测试过程
- 将组件放置在阳光充足且无阴影的位置。最简单的方法是在正午附近将组件平放。
- 将一个仪表设置为电压刻度，另一个设置为电流刻度。
- 暂时不要添加电阻。按照上一页的说明测量 VOC 和 ISC。
- 现在使用上面的原理图添加电阻器并记录每个电阻器的电压和电流。
- 更改电阻值以覆盖 IV 曲线。
- 使用所有电阻测量后，重新测量 VOC 和 ISC。
测量 VOC 和 ISC 后，可以更换电阻器以收集结果。将电流读数表的黑色引线连接到电阻器的一端。使用黑色鳄鱼夹将一端连接到面板的正极端。此时会剩余一个夹子。这个夹子将用于连接到电阻器，从而完成电路。
串联电阻。使用额外的黑色鳄鱼夹连接电阻器以获得所需的值。
电阻器会很热，因此要小心处理。使用防护手套并向电阻器喷水以帮助冷却。测量需要一段时间，因此人们更喜欢遮荫，但绝对不能遮挡在组件上。
结果与讨论
记录每个电阻的电压和电流。 功率为 \( P = I \times V \). 电阻也可以由下式计算 \( R = V/I \) 但没有必要。
| Voltage (V) | Current (A) | Power (W) | Resistance (Ω) |
| 0.00 | 9.33 | 0.00 | 0.00 |
| 6.4 | 9.32 | 59.6 | 0.69 |
| 13.4 | 9.36 | 125.4 | 1.4 |
| 24.2 | 8.80 | 213.0 | 2.8 |
| 26.0 | 7.60 | 197.6 | 3.4 |
| 27.7 | 6.74 | 186.7 | 4.1 |
| 28.3 | 6.07 | 171.8 | 4.7 |
| 29.4 | 4.66 | 137.0 | 6.3 |
| 30.3 | 3.69 | 111.8 | 8.2 |
| 30.0 | 3.46 | 103.9 | 8.7 |
| 30.6 | 2.95 | 90.3 | 10.4 |
| 31.0 | 2.53 | 78.4 | 12.3 |
| 31.0 | 2.42 | 75.0 | 12.8 |
| 31.1 | 2.16 | 67.2 | 14.4 |
| 31.3 | 1.92 | 60.1 | 16.3 |
| 31.3 | 1.80 | 56.3 | 17.4 |
| 31.3 | 1.70 | 53.2 | 18.4 |
| 32.6 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
将电流与电压的关系以及功率与电压的关系绘制成图
讨论
组件 PMAX 是功率栏中的最大值，在上例中为 213 W。填充因子 (FF) 通过以下公式计算：
$$FF = \frac{P_{MAX}}{V_{OC} \times I_{SC}} $$
对于上述测量，ISC 是表中第一行（其中 V = 0），等于 9.33 A，VOC 是表中最后一行（其中 I = 0），等于 32.6 V。所得 FF 为 0.70。将测量结果与模块标签上列出的规格进行比较，我们得到：
| Parameter | Specification | Measured |
|---|---|---|
| PMAX (W) | 295 | 213 |
| VOC (V) | 39.7 | 32.6 |
| ISC (A) | 9.61 | 9.33 |
| FF | 0.77 | 0.7 |
上一页 讨论了 VOC 和 ISC 分别因温度和光强度而变化。实测 FF 比规格值低 10%，这是由于数据分散较大造成的。 测量过程中很难保持组件温度和光强恒定。例如，在组件周围移动的人足以通过阻挡一些漫射光来改变组件上的光（即使他们没有投射阴影）。
致谢
该组件测试内容由QESST教师研究体验（RET）项目于2018年夏季开发。团队成员（按字母顺序排列）
- Scott Currier (Fourth Grade Science Teacher, Highland Lakes School, Deer Valley Unified School District
- Lauren D'Amico (Science Teacher, Barcelona Middle School, Alhambra Elementary School District)
- Mark Calhoun (Physics Teacher, Camelback High School, Phoenix Union School District)
- Elliot Hall (Science Teacher, Barcelona Middle School, Alhambra School District)
- Alyssa Johnson (Akimel-A-al Middle School, Kyrene Elementary School District)
- Milt Johnson (Physics and Engineering Teacher, Bioscience High School, and Maricopa Community College Instructor)
- Leah Moran (Sonoran Trails Middle School, Cave Creek Unified School District)
- Meredith Morrissey (Science Teacher, Tempe High School, Tempe Unified School District)
- Myra Ramos (Math and Science Teacher, Alhambra Elementary School District)
- Tamara Waller (Fourth Grade Teacher, Alhambra Elementary School District)
- Allison Wolf (High School Science and Sustainability Teacher, Tempe High School, Tempe Unified School District)