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光伏电池组件的结构、特性及发电原理pptx发布日期:2025-06-28 浏览次数:

  

光伏电池组件的结构、特性及发电原理pptx

  太阳光照射在半导体晶体硅的PN结上,激发电子和空穴相互运动,N区的空穴向P区运动,P区的电子向N区运动,使太阳

  能电池受光面(N型硅)有大量负电荷(电子)积累,而在太阳能电池背光面(P型硅)有大量正电荷(空穴)积累。

  如果在受光面和背光面各引出导线连接负荷,导线与负荷上就有电流通过,电流从背光面流向受光面,背光面(P型硅)为正极,Kaiyun受光面(N型硅)为负极。;

  单片太阳能电池就是一个薄片状的半导体PN结。标准光照条件下,额定输出电压为0.5V左右。;

  单晶硅电池片是由圆形硅棒切片形成,一般尺寸为125X125mm,为制作组件排列方便,经切边后形成有倒角的正方形,制作成组件后组件中间有许多白色孔洞。多晶硅电池片是由方形硅锭切片形成,一般尺寸为156X156mm,制作成组件后电池片排列密实,这也是判断单晶硅组件与多晶硅组件的本质区别;

  (1)短路电流Isc:将太阳能电池组件正负极短路的电流,一般在5A~9A。

  (2)开路电压Uoc:将太阳能电池组件正、负极分开,测量其两端的电压即为开路电压,一般在30V~50V。

  (4)峰值电压Ump:又称工作电压,是太阳能电池组件输出最大功率(标称值)时的电压,一般比开路电压小20%左右。

  (5)峰值功率Pmax:又称最大输出功率,是太阳能电池组件峰值电压与峰值电流的乘积,峰值功率单位是W,峰值功率的大小取决于太阳辐照度。电池组件的标称功率一般是按峰值功率标注,单位是WP。;

  (6)填充因子FF:由于太阳能电池组件的输出电压与电流的特性曲线是非线性的,

  在非线性曲线的某一点可以得到峰值电压Ump和峰值电流Imp,这一点就是峰值功率Pmax。

  FF是评价太阳能电池组件性能好坏的重要参数,其值越大,太阳能电池??件的伏安(U-I)特性曲线越接近矩形,如图所示:图中右侧图的FF要优于左侧图。;

  (7)转换效率η:η=电能÷光能=电池组件峰值功率Pmax÷(电池组件面积×1000W/m2),其值一般在14%~21%之间(晶硅组件)。说明太阳能电池组件属于低密度能量器件,由此可知太阳能光伏发电场的占地面积是非常之大。

  晶体硅太阳能电池均做成片状,尺寸一般在125×125mm或156×156mm,厚度一般为170~220nm,电池片无论面积大小,单片峰值电压都在0.45V~0.5V之间,一般为0.48V,且阴天或下雨时基本保持不变。

  电池组件是由若干个电池片串联组成,例如某组件是由72个电池片组成,该组件的输出电压基本为34.56伏(72×0.48伏)。由此可以推断,如果将该组件电压提高一倍,可将每个电池片掰成两块,72×2×0.48伏=69.12伏。;

  相同辐照度下,太阳能电池片的电流与电池片面积成正比,在太阳辐照度为1000W/m2,每平方厘米电池片输出电流约为38mA,例如单晶硅电池片尺寸一般为125×125mm,面积为156.25cm2(12.5cm×12.5cm),在太阳辐照度为1000W/m2时,电流约为5938mA(约5.94A)。

  电池组件是由若干个电池片串联组成,因此,电池组件的输出电流就是电池片的电流,如果想增加电流,可以将电池片并联或者将电池组件并联实现。;

  (2)开路电压温度系数Tu:一般在-0.3%/℃~-0.5%/℃,是负温度系数,说明温

  度每升高1℃,电池组件输出电压将下降0.3%~0.5%。由此可知,输出电压与温度成

  (3)功率温度系数Tp:一般在-0.4%/℃~-0.6%/℃,是负温度系数。说明温度每

  由此可知,太阳光线好,温度低,发电量相对高一些,反之太阳光线好,温度高,

  树叶、阴影覆盖时,被覆盖的电池片不仅不能发电,还会被当作负载消耗通过该电池片的电流能量,电池片发热久而久之出现斑点并变色,这就是热斑效应。还有劣质电池片混入电池组件、电极焊片虚焊、电池片性能变坏等,均能引起热斑效应。热斑效应能严重破坏电池组件使之焊点熔化、封装材料破坏、甚至使整个;

  为了防止热斑效应,可在电池组件接线个)二极管,如图所示:假设组件B有两片电池片被鸟粪遮挡,组件B的旁路二极管D1将组件A流过来的电流l旁路后,电流I再经过组件B中间两组和左侧两组电池片流向下一个组件,被旁路的两组电池片串联输出电压是二极管D1的管压降,电压的损失即损失了太阳能输出功率,应当及时清除鸟粪。

  如果要获得几百伏的输出电压和几百Ah的输出电流,可采用将多个电池组件串联后再并联。例如将16个单晶硅组件串联后可得到560V电压,然后再将串联后的组件串并联,如并联100串,就可以获得500A的输出电流和560V的输出电压。

  太阳能电池组件方阵(又称光伏方阵),是一个(套)太阳能电池组件支架(又称光伏支架)及其在支架上安装的所有太阳能电池组件(又称光伏组件)构成一个光伏方阵,简称“方阵”。如照片所示:从照片中可以看出前排是由若干方阵(8个)组成。;

  (2)晶体硅组件需要考虑电池片温度对发电量的影响。多晶硅组件最大功率温度系数:-0.44%/℃左右

  (3)如果不对光伏组件人工清洗,还需考虑降水对组件表面清洁度和发电量的影响。;

  (2)光伏电站与代表气象站点之间存在距离、海拔高度、大气透明度、空气清洁度等差异;

  (1)全年温差较大地区(如格尔木地区),以发电量最大为依据计算的安装倾角大于以辐射量最大为依据计算的安装倾角;

  (2)电站建设数量增多,普遍具有总辐射、组件温度和环境温度监测,为结合实际电站运行数据优化固定式最佳倾角提供了条件;

  (3)光伏电站数据共享,为提高系统集成技术水平、增加电站发电量创造条件。第21页;

  一般确定原则:冬至日当天早上9:00至下午3:00太阳电池方阵不应被遮挡。太阳电池方阵间距(或遮挡物与方阵底边距离)应不小于D:

  t——光伏组件工作条件下的极限最高温度(℃);t——光伏组件工作条件下的极限最低温度(℃);N——光伏组件串联数(N取整)。

  安特性曲线(U-I曲线),在曲线上取三点A、B、C形成三个矩形OCAF、ODMG、OEBH,其面积最大的为ODMG,由于矩形面积是电压和电流的乘积,可见U-I曲线上的M点既是该曲线的最大功率点P=U*I=ODMG。第25页;

  加或减少光伏电池的输出电压和电流,这一过程称为扰动,扰动电量的增值大小称为步长。

  增加扰动的同时实时检测光伏电池输出功率变化趋势,若扰动电量增加后,输出功率增加,说明最大功率点在当前工作点的右边,则继续增加扰动电量,反之则改变扰动方向。

  若扰动电量减小后,输出功率增加,说明最大功率点在当前工作点的左边,则继续减小扰动电量,反之则改变扰动方向。如此循环,直到输出功率稳定在设定的一个很小范围内。

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