光伏組件特性曲線又叫I-V曲線，這個曲線是分析光伏組件發電性能的重要依據。一般情況下，組件出廠時都要進行I-V曲線測試，以便確定組件的電性能是否正常和功率大小。但是在電站安裝完成后很少人會再去對陣列進行I-V曲線測試，從我的從業經驗來看我認為這個是非常有必要的。

光伏電站中出現光伏組件發電性能問題的電站占總電站數量的比例至少在10%以上，只有進行了I-V曲線測試并進行認真分析，才能確保光伏陣列安裝后的質量沒有問題。

光伏組件的電性能故障一般不會導致光伏電站停止發電或者安全事故，只會降低發電效率，按相關規范規定，當發電效率下降5%以上時，電站質量就判定為不合格。

雖然通過特性曲線可以發現組件的問題，但是如果想進一步解決問題，還需要對特性曲線進行認真的分析才能找到原因。

光伏組件的特性曲線異常通常是有以下原因造成的：灰塵遮擋、個別電池片破碎、組件參數不匹配、旁路二極管短路等。

下圖是光伏組件的特性曲線，正常的時候這個曲線是很平滑的，而且可以明顯看到有三個部分，第一部分是“水平線”（近乎水平，只有一點點下降），第二部分是“膝蓋”（近乎圓弧），第三部分是“墻”（近乎垂直）。

圖1 光伏組件特性曲線

如果光伏組件有故障，那么整個光伏陣列的特性曲線就會出現異常，以下我們以實際的例子對上面的內容進行詳細的講解。

在對光伏陣列進行測試前，我們需要先把組件的灰塵清理干凈，然后再對光伏陣列進行I-V曲線掃描，由于在戶外測試時，測試結果容易受環境變化影響，為確保結果真實可靠，我們對同一個光伏陣列要測試三次以上。現在市場上有很多儀器可以對光伏陣列的I-V特性曲線進行現場測試，本文提供的光伏曲線案例全部是通過意大利HT公司生產的I-V400測試儀得到的。

01 - 多膝蓋

“多膝蓋”，從這個曲線可以知道光伏陣列中有個別組件的旁路二極管已經短路，原因可能是以下：光伏組件被陰影遮擋、部分電池片損壞、組件旁路二極管損壞、個別組件的功率偏低；

圖2 第1種異常情況案例

02 - 短路電流偏小

短路電流偏小，原因可能是組件功率衰減，也可能是測試時操作不當（比如，輻照度計放置傾角不正確，測試時太陽光強變化過快造成的；

圖3 第2種異常情況案例

03 - 開路電壓過低

開路電壓過低，原因可能是以下：ＰＩＤ效應、部分光伏組件被完全遮擋、旁路二極管損壞等，還有可能是測試時操作不當（比如：溫度測量不準確）造成的；

圖4 第3種異常情況案例

04 - 膝蓋變形

“膝蓋變形”，表現為開路電壓和短路電流都正常，但是填充因子偏低，造成這種情況的原因可能是組件老化，也可能是第5和第6種異常同時發生造成的。

圖5 第4種異常情況實例

05 - “墻”傾斜角度變小

“墻”傾斜角度變小，造成這種情況的原因可能是以下：光伏組件連接電纜電阻過大，連接器電阻過大，電池片的串聯電阻過大等。

圖6 第5種異常情況實例

06 - “水平線”傾角過大

“水平線”傾角過大，造成這種情況的原因可能是以下：組串的短路電流不匹配、電池片的并聯電阻過大、陰影遮擋。

以下是電站實際測試過程遇到的實際案例：

圖7 第1和第6種異常情況實例

圖8 第6種異常情況實例

組件實際參數與標稱值不匹配實例

通過分析光伏陣列的I-V特性曲線形狀不僅可以初步確定光伏組件的發電性能是否正常，還可以查找到有故障的光伏組件，從而更換故障組件解決問題，但是卻不能進一步確定造成組件損壞的原因。

光伏組件出廠后經過運輸、搬運、安裝才能使用，如果在使用的過程中發現發電量偏低后才來查找原因是不適當的，因為任何一個環節的失誤都會造成組件損傷。所以我們建議在光伏組件安裝前對組件進行抽樣測試，在光伏組件安裝固定后對光伏陣列進行全部測試。