太阳能光伏系统知识-太阳能电池板

四、太阳能电池板性能测试环境
地面上的太阳光，一部分来自太阳直接照射，另一部分来自大气层或
周围环境的散射，前者称为直接辐射，后者称为天空辐射，二者合起 来称为总辐射，在正常大气条件下直接辐射占总辐射的75%以上。 太阳光的辐射线都属于波长不等的电磁波。太阳能电池板对不同波长 的光具有不同响应，辐照度相同、光谱成分不同的光照射到同一块板 上，其效果不同；太阳光是各种波长的复合光，它所含的光谱成分组 成光谱分布曲线，而其光谱分布也随地点、时间及其它条件的差异而 不同，大气层外情况很单纯，太阳光谱几乎相当于6000K 的黑体辐射 光谱，称为 AMO 光谱。国际标准规定，在晴朗气候条件下，当太阳 透过大气层到达地面所经过的路程为大气层厚度的1.5 倍时，光谱为 标准地面太阳光谱，简称AM1.5 ，此时太阳天顶角为48.19°。
七、太阳能电池板使用注意事项
偶然遮挡不可避免，故需用旁路二极管来起保护作用。
若所有组件并联，就不需要旁路二极管；若要求输出电 压为24V(或更高)，那么必须有2个(或更多)组件串联， 这时就需加旁路二极管来控制光伏系统中电流。阻塞二 极管既可在每一并联支路，又可在阵列与控制器之间的 干路上，但当多条支路并联接成一个大系统，则应在每 条支路上用阻塞二极管以防止由于支路故障或遮蔽引起 的电流由强电流支路流向弱电流支路的现象（控制器没 有这项功能）。小系统在干路上用一个阻塞二极管就够 了，不要两种都用，因为每个二极管会降压0.4~0.7V是 一个12V系统的6%。
九、太阳能电池片设计举列
用Φ 40mm单晶硅片(效率8.5%)设计一电压1.5V，功率为1.2W的组件:
1.单晶硅片的工作电压为：V=0.41V
2.则串联电池数：Ns=1.5/0.41=3.66片，取Ns=4片 3.单体电池板面积：S=π d2/4=π ×42/4=12.57cm2 4.单体板封装后功率：Pm=100MW/CM2×12.57×8.5%×95%=100MW=0.1W (95%是封装时的失配损失) 5.需太阳电池总的片数：N=1.2÷0.1=12片
太阳能电池板性能测试标准条件：光谱采用标准太阳光谱AM1.5 ；地
面阳光的总辐照度为1000W/M2；标准测试温度为25oC , 对定标测试允 许差为+ 1oC，对非定标准测试允许差为+2oC。
五、太阳能电池板寿命、价钱
太阳能电池板厂家提供的数据是包用20年 价格是按瓦计算：国内9~12元/瓦，国际
三、太阳能电池板的分类
2)多晶硅经过区熔法（Ｆｚ）和坩埚直拉法（ＣＧ）制成单晶硅棒。 单晶硅的光电转换效率为15%左右，最高达24% ,这是太阳能电池板中 光电转换效率最高的，但制作成本大。
国产晶体硅电池效率在10~13%！ 国外同类产品效率约为18~23%！ 2.非晶硅电池板：A、薄膜太阳能板 B、有机太阳能板。
2.聚光：
聚光后效率虽有提高，但组件工作温度的升高而导致对效率影响的 增加，因而要采用适当的冷却方法。聚光方阵要采用跟踪方式，否 则很可能会对发电量产生负面影响。聚光方阵要一套聚光、跟踪、 冷却等装置，增加了系统的成本和复杂程度，但效率有所提高，尤 其是在同时需供热的大型系统中，聚光方阵具有突出的优越性，因 而聚光组件及方阵的研究还是有一定的价值。
八、提高太阳能电池板效力方法
1.太阳的方位角和高度角跟踪系统：
跟踪方法有机械方法、物理方法、电子方法及计算机控制的高精密 度跟踪系统等。使用跟踪装置能提高太阳能电池板的输出功率，但 要增加投资，同时也带来了方阵结构的复杂性和不可靠因素，转动 也要消耗一定的能量，所以采用跟踪系统是否合算，要进行综合考 虑。一般小型方阵都不推荐采用跟踪装置。
为了避免这种情况，可以用混联（网状连接）将对应电池 之间连接起来，这样，即使有少数电池失效（如有阴影线 的），也不致于对整个输出造成严重损失。
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6.太阳电池并联数：NP=N/Ns=12÷4=3组
7.总结：用12片Φ 40mm的单晶硅电池片四串三并，即可满足要求！
九、太阳能电池片设计举列
用Φ 40mm单晶硅片(效率8.5%)设计一电压1.5V，功率为1.2W的组件: 这种联接方法有缺点，一旦其中一片电池损坏、开路或被 阴影遮住，损失的不是一片电池的功率，而是整串电池都 将失去作用，这在串联电池数目较多时影响尤为严重。
2.计算太阳能电池板功率： 按每日有效日照时间6H计，考虑到充电效率和充电过程 中的损耗，太阳能板输出功率为555WH÷6H÷70%=130W; 其中70%是充电过程中，太阳能电池板的实际使用功率。
七、太阳能电池板使用注意事项
太阳板电池板方阵通常面向赤道放置，相对地平面有一
定倾角。 固定面积的电池板，电流与太阳辐照度成正比且几乎与 温度无关，而电压(功率)随温度升高而下降；一般晶体 硅板电压降为 0.5%/oC，故电池板要装在通风地方，以 保持凉爽，且一个位置不可安装过多组件。 光伏板阵列的任何部分不能被遮荫，如果有电池片被遮 荫，则它们便不会产生电流且会形成反向偏压，这就意 味着被遮组件会消耗功率发热，久而久之，形成故障。 这就是所谓的热岛效应。防止热岛效应，一般将太 阳能电池板倾斜放，使太阳能电池表面不能附着遮挡物。
1.6~1.9美元/瓦！ 电流为各单体中最小的电流；并联，电流 为各单体电流之和，电压取平均值。
电池板串联，两端电压为各单体电压之和，
六、太阳能电池板功率计算方法
以100W输出功率，每天使用5H为例，介绍计算方法：
1.首先计算出每天消耗的瓦时数(包括逆变器的损耗)： 若逆变器转换效率为90%，当输出功率为100W时，实际需 要输出功率应为100W÷90%=111W；每天使用5小时，耗电 量为11、什么是太阳能电池(片)、板？
二、太阳能电池板的工作原理 三、太阳能电池板的分类
四、太阳能电池板性能测试环境
五、太阳能电池板寿命、价钱
六、太阳能电池板功率计算方法 七、太阳能电池板使用注意事项 八、提高太阳能电池板效力方法 九、太阳能电池片设计举列
一、什么是太阳能电池(片)、板？
三、太阳能电池板的分类
太阳能电池板主要材料是“硅”，“硅”是地 球上储藏最丰量的材料之一。
太阳能电池板按材料分主要有以下四类：
1.晶体硅电池板：A、多晶硅太阳能板 B、单晶硅太阳能板
a、提纯过程 1）多晶硅板生产过程大致可分为五个步骤： b、拉棒过程 c、切片过程 d、制电池过程 e、封装过程 多晶硅生产技术掌握在美、日、德等3个国家7个公司10家工厂手中， 按纯度要求不同，分为电子级和太阳能级；其中电子级占55%左右， 太阳能级占45%；多晶硅的光电转换效率约12%左右(2004年7月1日日 本夏普上市多晶硅效率为14.8%为世界最的高效率)。
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由于太阳能电池板是放置在室外，因此背、面板除了具有保护 功能外，还须具备25年可靠的绝缘性能、阻水性、耐老化性。
二、太阳能电池板的工作原理
太阳光照在半导体P-N结上，
形成新的空穴-电子对，在P-N 结电场的作用下，空穴由N区 流向P区，电子由P区流向N区， 接通电路后就形成电流光电 效应 !
一种由光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能
的器件，是一种半导体光电二极管，当太阳光照到 光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光能变 成电能，产生电流！
太阳能电池片的几种规格及输出功率：
Isc (A) Imp(A) Voc(V) Vmp(V) 103×103（mm2） 3.2 2.96 4.63 6.66 0.6 0.6 0.6 0.48 0.48 0.48 Pmp 1.43W 2.11W 3.04W η
13.5%
13.5% 13.5%
125×125（mm2） 5.0
150×150（mm2） 7.2
厚度一般均为250-350微米之间,填充因子74%。 短路电流(Isc/A) 峰值电流（Imp/A) 开路电压(Voc/V） 峰值电压(Vmp/V）
一、什么是太阳能电池(片)、板？
由于单件太阳能电池片输出功率较小难以满足常规需 求，需要将它们串联或并联后封装再组装成太阳能板 接入太阳能发电系统进行供电！
1976年出现的新型薄膜式太阳能板，优点是弱光条件下能发电；缺点 是光电转换效率偏低，目前最先进水平为10% 左右 ，且不稳定，随着 时间延长转换效率会衰减。
三、太阳能电池板的分类
3.化学染料电池板：染料敏化太阳能板。
新型涂层覆盖在太阳能板上使其阳光吸收率提高到96.2% ，而普通板 的阳光吸收率仅为70%左右。新涂层主要解决了两个技术难题： 1）帮助太阳能电池板吸收几乎全部的太阳光谱； 2）使太阳能电池板吸收来自更大角度的太阳光。
4.多元化合物电池板：硫化镉板、砷化镓板、铜铟硒板
其中铜铟硒太阳能板是新型多元带隙梯度Cu(In, Ga)Se2薄膜太阳能 板，Cu(In, Ga)Se2是一种优良太阳光吸收材料，光电转化率达18%； 而且，此类薄膜太阳能板到目前未发现有光辐射引致性能衰退效应 (SWE)，其光电转化效率比商用薄膜太阳能板提高约50~75%，在薄膜 太阳能板中属于世界最高水平。