光伏组件与阵列设计
光伏组件倾角和阵列间距的多因素综合计算方法
光伏组件倾角和阵列间距的多因素综合计算方法叶任时;刘海波;李德;曾杰;苏毅【摘要】The reasonable determination of the angle and array spacing of PV station module is crucial to the improvement of generation benefit. By comprehensive consideration on the multiple factors of the annual shadow loss, the amount of DC cable, DC cable loss and the land occupied by the PV plant, a kind of integrated computing method to determine the angle and array spacing of the modules is presented for pursuing the maximum efficiency. Besides the increase of the generation capacity, the compact design of PV power station is realized, which saves the area covered by PV power generation unit per MW and increases the land utilization rate.%合理确定光伏电站组件的安装倾角和阵列间距，对提高光伏电站发电效益至关重要。
综合考虑了组件全年运行时间内的阴影损耗、光伏发电单元直流电缆用量、直流电缆线损、光伏阵列占地面积多因素，提出了一种确定组件的安装倾角和阵列间距综合的计算方法，以追求发电效益最大化。
光伏发电光伏阵列设计及布置方案
光伏发电光伏阵列设计及布置方案1.1光伏方阵布置方案1.1.1布置原则每两列组件间的间距设置保证在太阳高度角最低的冬至日9：00～15：00时，前后排太阳能电池组件间采光不受阻挡。
1.1.2方阵布置说明根据设计原则，本项目共20个光伏组件阵列组成的发电区域，均采用45°倾角布置，采用固定式支架系统，支架基础采用混凝土独立基础式。
图一：支架定位参考样图图一：支架定位参考样图1.2光伏阵列设计1.2.1光伏子方阵设计一个1MWp的光伏方阵，由太阳能电池组件经过串并联组成。
将组件串联得到并网逆变器所要求的电压，再将串联组件并联达到逆变器的功率要求。
1、太阳能电池串联组件数量计算：根据逆变器的技术参数，最高输入电压为1100V，工作电压范围为500~1100V；组件的开路电压为37.62V；最大工作点的工作电压30.36V；开路电压温度系数为-0.33%/℃。
1）组件开路电压因温差升压百分比最高值：65*0.003=21.45%（温度范围+25℃~-40℃考虑）；2）组件开路因温差升压值：21.45%*37.62=8.1V；3）组件开路最高升压值：37.62+8.1=45.72V；4）组件串联最大数量：1100/45.72≈24块；5）选择组件串联数量：20块。
2、1MWp子方阵太阳能电池数量计算：单个发电单元的容量为1MWp，组件串并联接线：1）20块组件串联为一路，每一路串联容量为20*255=5.1kWp、输出电压20*30.36=607.2V；2）每一台逆变器上太阳能电池组件并联数=1000/2/5.1=98，因PV输入数量是3，选择一台逆变器并联数为99；3）2*99=198组件并联组成一个发电单元，其子方阵太阳能电池数量为3960块，容量为198*5.1=1009.8kWp，占地面积147.54*77.5=11434.35m²。
1.2.2光伏总方阵容量、电池总数量及占地面积1）20MWp并网系统由20个发电单元组成，总容量=1009.8*20=20，196kWp；2）太阳能电池总数量=(20*198)*20=79，200块，占地总面积319*749.7=239154.3m²。
屋顶光伏组件阵列间距计算的深入分析
屋顶光伏组件阵列间距计算的深入分析目前分布式光伏系统的应用主要以工业、商业或民用建筑屋顶为主，光伏阵列排布在分布式系统设计中是非常重要的环节，对于阵列前后间距的优化，我们一般以冬至日上午9时和下午15时阵列前后互不遮挡的原则作为参考，它不仅要考虑当地纬度下的太阳高度角、太阳方位角、安装倾角，也还要考虑屋面本身的坡度、坡面朝向和坡面方位角，而目前对于光伏阵列前后间距的研究文献大多是正南朝向的水平屋面，虽然也有涉及到坡角和方位角，但分析仍不够全面，存在一定的局限性。
因为实际的屋面可能同时呈现坡度和方位角，也有可能屋顶坡面东西朝向或主坡副坡同时存在，因此有必要对这些复杂屋面的阵列间距做深入分析。
通常情况下，屋面一般按其坡度的不同分为坡屋面（屋面排水坡度大于10%）和平屋面（屋面排水坡度小于5%）两大类。
对于平屋面，一种是只有横向排水坡度（或称为主坡），没有纵向排水坡度（或称为副坡、边坡），另一种则稍复杂些，同时存在主坡和副坡，副坡和主坡形成一定的角度，两种情况参考图1和图2。
主坡较常见的为2%~3%，副坡为0.5%～1%。
从光伏组件安装应用角度，目前使用最广泛的为平屋面，如工业彩钢瓦屋面、混凝土屋面，而坡屋面主要为别墅类，因坡屋面自身坡度较高，所以光伏组件一般沿着屋面平铺，参照图3。
而平屋面的坡角较小，则需要设计一定的安装倾角来获得更高的发电效率，参照图4。
平屋面可分为坡角为0°角和不为0°角两种，按照坡面朝向又可以分为东西坡和南北坡屋面，如图5为东西朝向双坡面，图6为南北朝向双坡面，这两种屋面光伏阵列朝南安装在南坡或北坡。
当然这两种屋面可能同时存在主坡和副坡，也可能存在一定的方位角，为计算方便起见，这里坡面的方位角定义为坡面法线方向在水平面的投影和正南方向的夹角，偏西为正，偏东为负。
本文主要研究对象为东西坡和南北坡这两种典型的平屋面，并推广到屋面含有方位角和主副坡共存的复杂情形。
光伏组件及阵列设计
光伏组件及阵列设计光伏组件及阵列设计是指将光伏电池板（也称太阳能电池板）通过一定的电路连接方式组装成阵列并且进行布局设计的过程。
光伏组件及阵列设计的主要目标是最大限度地提高太阳能电池板的发电效率、减少成本以及将光伏系统整体效益最大化。
本文将重点介绍光伏组件及阵列设计的关键要素以及一些常见的设计方法。
首先，光伏组件及阵列设计的关键要素包括以下几个方面：1.太阳能电池板的选择：太阳能电池板是光伏系统的核心部件，其种类繁多，包括单晶硅、多晶硅、非晶硅、染料敏化等。
在选择太阳能电池板时需要考虑其效率、稳定性、成本以及适应性等因素。
2.太阳能电池板的布局：太阳能电池板的布局方式通常有平面布置和倾斜布置两种。
平面布置适用于屋顶等较大面积的场地，而倾斜布置适用于较小面积的场地。
布局的角度和朝向也需要根据实际情况进行调整，以最大限度地接收太阳辐射能量。
3.光伏组件的串联和并联：根据实际电压和电流要求，可以将多个太阳能电池板进行串联和并联连接。
串联可以增加输出电压，而并联可以增加输出电流。
串联和并联的方式需要根据实际情况进行调整，以最大限度地提高整个光伏系统的发电效率。
4.光伏组件的防尘和防水：太阳能电池板的正常运行需要保持表面的清洁和防水。
防尘和防水措施可以采用覆盖玻璃、安装防水罩等方式来实现。
其次，光伏组件及阵列设计的常见方法包括以下几个方面：1.阵列的布局设计：根据场地条件和电力需求，选择合适的布局方式。
平坦的屋顶可以选择平面布置，而斜坡或倾斜屋面可以选择倾斜布置。
2.阵列的朝向和倾角设计：根据当地的纬度和气候条件，选择合适的朝向和倾角，以最大限度地接收太阳辐射能量。
通过光照辐射测量和辐照度模拟软件来确定最佳的朝向和倾角。
3.光伏组件的串联和并联设计：根据实际电压和电流需求，选择合适的串联和并联方式。
通过光伏电池电气特性的匹配，实现最佳的组件串并联配置。
4.光伏组件的防尘和防水设计：选择适当的防尘和防水措施，确保太阳能电池板的正常运行。
光伏组件的选择与光伏阵列设计
光伏组件的选择与光伏阵列设计随着可再生能源的发展，光伏发电系统被广泛应用于各个领域。
在光伏发电系统中，光伏组件的选择和光伏阵列的设计是至关重要的。
本文将围绕光伏组件的选择和光伏阵列的设计展开讨论。
一、光伏组件的选择光伏组件是光伏发电系统的核心部件，其性能和质量直接影响到发电系统的发电效率和稳定性。
在选择光伏组件时，应考虑以下几个因素：1. 组件类型：常见的光伏组件主要包括多晶硅组件、单晶硅组件和薄膜组件。
多晶硅组件具有较高的转换效率和较低的成本，适用于大型光伏发电项目。
单晶硅组件具有较高的转换效率和较好的抗腐蚀性能，适用于高寿命要求的项目。
薄膜组件具有较低的转换效率和较低的成本，适用于大规模的光伏电站建设。
2. 转换效率：组件的转换效率是衡量其质量和性能的重要指标，高转换效率的组件可以提高光伏发电系统的发电效率。
通常选择转换效率在15%以上的组件，以确保系统的高效发电。
3. 耐环境适应能力：光伏组件通常需要在恶劣的环境条件下运行，如高温、低温、湿度、紫外线等。
因此，选择具有良好耐环境适应能力的组件，能够确保系统的稳定运行和长寿命。
4. 品牌信誉：选择知名品牌的光伏组件，可以保证组件的质量和售后服务。
通过了解市场评价、咨询专业人士和查看用户反馈，可以对组件品牌进行评估和选择。
二、光伏阵列的设计光伏阵列的设计是为了最大化光能的吸收和利用，提高光伏发电系统的发电效率。
在光伏阵列的设计过程中，以下几点需予以关注：1. 布置方式：光伏阵列的布置方式主要有平面式、斜面式和追踪式。
平面式布置适用于日照充足的地区，布置简单、造价较低；斜面式布置适用于光照较弱的地区，可以增加光能的吸收；追踪式布置适用于对发电效率有较高要求的场合，能够根据太阳光的方位实现追踪，提高发电效率。
2. 阵列间距：不同的光伏组件具有不同的阵列间距要求，合理的阵列间距可以减少阴影遮挡，提高光能的吸收效果。
根据光伏组件的尺寸和布局方式，合理确定阵列间距，提高光伏发电系统的功率密度。
光伏组件阵列间距参照表
光伏组件阵列间距参照表摘要：一、光伏组件阵列间距的概念二、光伏组件阵列间距的确定因素三、光伏组件阵列间距的计算方法四、光伏组件阵列间距的优化建议五、结语正文：一、光伏组件阵列间距的概念光伏组件阵列间距是指光伏电站中，光伏组件排列时，相邻组件之间的距离。
合理的阵列间距可以提高光伏系统的发电效率，降低成本，同时对系统的稳定性和安全性也有重要影响。
二、光伏组件阵列间距的确定因素1.光照条件：光照强度和光照时长是影响光伏发电量的重要因素，因此需要根据地区的纬度、海拔、气象条件等确定合适的阵列间距。
2.光伏组件的尺寸和形状：光伏组件的尺寸和形状会影响到阵列的布局，从而影响阵列间距。
3.土地资源：土地的稀缺性和土地利用率也是确定阵列间距的重要因素。
三、光伏组件阵列间距的计算方法光伏组件阵列间距的计算需要根据光照条件、光伏组件的尺寸和形状、土地资源等因素综合考虑。
一般可以通过以下公式进行计算：阵列间距= （光伏组件长度+ 间距）* cos(阵列倾角)其中，光伏组件长度和间距需要根据光伏组件的尺寸和形状确定，阵列倾角需要根据光照条件和土地资源等因素确定。
四、光伏组件阵列间距的优化建议1.根据当地的气象条件，适当降低阵列倾角，以提高系统的发电量。
2.在满足系统稳定性和安全性的前提下，适当减小阵列间距，以提高土地利用率。
3.选择合适的光伏组件尺寸和形状，以适应不同的土地资源和气象条件。
五、结语光伏组件阵列间距的合理确定对于提高光伏系统的发电效率和降低成本具有重要意义。
需要根据光照条件、土地资源、光伏组件的尺寸和形状等因素综合考虑，以确定合适的阵列间距。
光伏阵列排布方式总结
光伏阵列排布方式讨论在进行光伏阵列设计时，需要结合发电量、现场地形、占地面积、日常检修维护、成本控制等诸多因素，对组件布局进行合理优化，尽量减少光伏阵列的占地面积，减少电缆的用量，不仅可有效控制投资成本，同时也可以减少线损，提高发电量，提供经济效益。
本文从以下六个方面对光伏阵列的排布方案进行讨论：1.方位角选择光伏阵列的方位角是方阵的垂直面与正南方向的夹角（向东偏设定为负角度，向西偏设定为正角度）。
一般情况下，方阵朝向正南（即方阵垂直面与正南的夹角为0°）时，太阳电池发电量是最大的。
在偏离正南（北半球）30°度时，方阵的发电量将减少约10％～15％；在偏离正南（北半球）60°时，光伏阵列的发电量将减少约20％～30％。
但是，在晴朗的夏天，太阳辐射能量的最大时刻是在中午稍后，因此方阵的方位稍微向西偏一些时，在午后时刻可获得最大发电功率。
在不同的季节，光伏阵列的方位稍微向东或西一些都有获得发电量最大的时候。
光伏阵列设置场所受到许多条件的制约，例如，在地面上设置时土地的方位角、在屋顶上设置时屋顶的方位角，或者是为了躲避太阳阴影时的方位角，以及布置规划、发电效率、设计规划、建设目的等许多因素都有关系。
2.倾斜角选择倾斜角是太阳电池方阵平面与水平地面的夹角，并希望此夹角是方阵一年中发电量为最大时的最佳倾斜角度。
一年中的最佳倾斜角与当地的地理纬度有关，当纬度较高时，相应的倾斜角也大。
但是，和方位角一样，在设计中也要考虑到屋顶的倾斜角及积雪滑落的倾斜角（斜率大于50％-60％）等方面的限制条件。
对于积雪滑落的倾斜角，即使在积雪期发电量少而年总发电量也存在增加的情况，因此，特别是在并网发电的系统中，并不一定优先考虑积雪的滑落，此外，还要进一步考虑其它因素。
对于正南（方位角为0°度），倾斜角从水平（倾斜角为0°度）开始逐渐向最佳的倾斜角过渡时，其日射量不断增加直到最大值，然后再增加倾斜角其日射量不断减少。
光伏组件选型与阵列布局设计
光伏组件选型与阵列布局设计随着可再生能源的不断发展和推广，太阳能光伏系统已成为重要的能源利用和替代传统能源的手段之一。
在太阳能光伏系统中，光伏组件选型与阵列布局设计是关键的环节，可以直接影响系统的发电效率和经济性。
光伏组件选型是指根据环境条件、系统目标和预算限制，选择适合的光伏组件。
在选型过程中需要考虑以下几个方面：1. 组件类型：目前市场上常见的光伏组件类型包括单晶硅、多晶硅和薄膜组件等。
单晶硅组件具有较高的转换效率和较好的抗压能力，适合于高效利用空间的场所；多晶硅组件具有较高的光电转换效率，适合于较大的光伏发电站；薄膜组件价格相对较低，适合于大面积的安装。
2. 光伏组件效率：光伏组件的效率是衡量组件性能的重要指标，一般情况下，效率越高，光伏系统的发电效率越高，但价格也会相应增加。
因此，在选择光伏组件时，需要根据实际需求和预算来权衡效率和成本。
3. 组件质量和可靠性：光伏组件的质量和可靠性直接影响系统的使用寿命和维护成本。
选择具有良好品牌声誉的光伏组件制造商，并了解其在市场上的表现和客户反馈，可以降低风险。
4. 组件尺寸和重量：在实际应用中，光伏组件的尺寸和重量会影响系统的安装和运输成本。
需要根据实际安装场所的空间和承重能力，选择合适的组件尺寸和重量。
阵列布局设计是指根据场地条件和光伏组件选型结果，合理布置光伏组件的位置和方向，以最大程度地接收太阳辐射能，并提高系统的发电效率。
在布局设计过程中需要考虑以下几个方面：1. 阵列朝向和倾角：光伏组件的安装朝向和倾角决定了光伏系统利用太阳辐射能的能力。
一般情况下，光伏组件朝向南方和倾角与所处地区经纬度相对应的角度一致时，可以最大程度地接收到太阳辐射能。
2. 阵列间距：光伏组件之间的间距要根据光伏组件的尺寸、场地的空间限制和预期的发电效率来确定。
间距过小会影响组件之间的散热和光照均匀性，间距过大则会浪费空间。
3. 阵列布局：根据实际场地情况和预期发电量，选择合适的阵列布局形式。
光伏组件选择和阵列布局设计
光伏组件选择和阵列布局设计光伏技术作为一种环保、可再生的能源技术，正逐渐得到全球范围内的广泛应用。
在进行光伏系统的设计和建设时，光伏组件的选择和阵列布局的设计是非常重要的环节，直接影响系统的发电效率和经济性。
本文将针对光伏组件选择和阵列布局设计进行详细的介绍和分析。
1. 光伏组件选择光伏组件是光伏系统中的核心部件，其选择直接关系到系统的性能和寿命。
在选择光伏组件时，需要考虑以下几个方面：1.1 组件类型目前市场上常见的光伏组件类型有单晶硅、多晶硅和薄膜三种。
单晶硅具有较高的转换效率和较长的使用寿命，适用于高效发电场合；多晶硅价格相对较低，适合大规模光伏电站建设；薄膜光伏组件成本较低，适用于低功率应用。
1.2 转换效率光伏组件的转换效率直接影响到系统的发电能力，故而要选择高效率的光伏组件。
市场上的光伏组件转换效率一般在15%至22%之间，根据实际需求进行选择。
1.3 组件品牌和质量选择知名光伏组件品牌和有良好口碑的制造商，可以确保组件的质量和售后服务。
同时，组件的防水、防尘等性能也是需要考虑的要素。
2. 阵列布局设计光伏阵列布局的合理性和设计的科学性，对于光伏系统的发电效率和经济性有重要影响。
以下是一些常见的阵列布局设计原则：2.1 方位角和倾角组件的安装方位角和倾角的选择应考虑到地理位置、气候条件和太阳高度角。
一般来说，根据太阳高度角和地理位置的变化，设计合适的倾角和方位角，以最大程度地接受太阳辐射。
2.2 阵列间距和遮挡光伏组件之间的间距需要合理设计，以避免遮挡问题。
太多的遮挡会影响光伏系统的发电能力。
通过合理的排列和间距设计，最大限度地减少光伏组件之间的遮挡，提高系统的发电效率。
2.3 接线方式光伏阵列的接线方式有串联和并联两种。
串联可以提高系统的电压，适用于长距离输送电力的场合；并联可以提高系统的电流，适用于低电压系统。
根据实际需求进行选择。
2.4 温度和降雨在组件的布局设计中，需要考虑到光伏组件的散热和防水性能。
太阳能光伏组件阵列配置优化及可视化设计
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光伏组件选型与阵列设计
光伏组件选型与阵列设计随着可再生能源的快速发展和环境意识的增强，光伏发电逐渐成为了人们追求清洁能源的首选。
光伏组件的选型和阵列设计是光伏发电系统建设中至关重要的环节。
本文将从光伏组件的选型和阵列设计两个方面进行探讨。
一、光伏组件选型光伏组件是光伏发电系统的核心部件，其性能直接影响着整个系统的发电效率和可靠性。
在进行光伏组件选型时，主要考虑以下几个方面：1. 组件类型：目前市场上主要有单晶硅、多晶硅和薄膜光伏组件三种类型。
单晶硅组件的效率较高，多晶硅组件的成本较低，薄膜组件的适应性较强。
根据具体的项目需求和预算情况进行选择。
2. 组件效率：组件效率是评估光伏组件性能的重要指标，一般来说，效率越高，发电能力越强。
根据项目的发电需求和所在地的光照情况，选择适当的效率范围。
3. 组件质量：质量是组件的可靠性和使用寿命的关键因素，优质的组件通常具有较高的抗风压能力和耐腐蚀性。
选择具有良好声誉和认证资质的供应商，确保组件的品质。
4. 组件保修期：组件保修期是评估供应商服务的一个重要指标，较长的保修期通常表明供应商对产品质量的信心。
优先选择保修期较长的供应商。
二、阵列设计光伏阵列的设计是为了充分利用太阳能资源，提高光伏系统的发电效率。
在进行阵列设计时，应考虑以下几个方面：1.功率布置设计：根据光伏组件的输出功率和布置面积，合理选择组件的排列方式（如横向或纵向排列），以最大限度地利用可用的阳光。
2.倾斜角和方位角的选择：倾斜角和方位角的选择对光伏阵列的发电性能有很大影响。
倾斜角的选择应考虑太阳高度角和季节变化，方位角则应与太阳的位置相匹配，以获得最大的辐射能量。
3.阴影分析和规避：阴影会对光伏阵列的输出功率产生严重影响，因此在阵列设计中应注意充分规避阴影（如建筑物、树木等），以确保光伏组件的正常发电。
4.逆变器选型：逆变器是将光伏组件直流电转换为交流电的关键设备。
在选择逆变器时，需考虑其效率、容量、可靠性等指标，确保能够满足系统的电能转换需求。
光伏组件选择与阵列设计
光伏组件选择与阵列设计光伏发电是一种利用太阳能将光能转化为电能的技术。
在进行光伏发电系统的设计之前，我们需要首先选择合适的光伏组件，并进行合理的阵列设计。
本文将对光伏组件选择和阵列设计两个方面进行详细探讨。
一、光伏组件选择光伏组件是光伏发电系统中最重要的组成部分之一，它直接影响着系统的发电效率和稳定性。
在选择光伏组件时，我们需要考虑以下几个因素：1. 定义项目需求首先，我们需要明确项目的需求，包括系统容量、发电量要求以及项目预算等。
这些因素将有助于我们明确所需光伏组件的功率、尺寸以及数量。
2. 考虑光伏组件的类型目前市场上有多种类型的光伏组件，如单晶硅、多晶硅和薄膜等。
每种类型有其特点和适用场景。
单晶硅光伏组件具有较高的转化效率和良好的稳定性，适用于较高要求的项目；多晶硅光伏组件比较经济实用，适用于大规模光伏电站；薄膜光伏组件具有较低的成本和较好的适应性，适用于特殊的环境需求。
根据项目需求和经济性，我们可以选择适合的光伏组件类型。
3. 考虑光伏组件的品质和可靠性在选择光伏组件时，我们需要考虑其品质和可靠性。
选择具备良好品牌声誉、质量保证和售后服务的光伏组件供应商是保证光伏系统长期运行的关键。
4. 考虑光伏组件的性能光伏组件的性能也是我们选择的关键因素。
我们需要关注光伏组件的转化效率、温度系数、防反射涂层、耐久性等参数。
高转化效率的组件可以提高系统的发电效率，温度系数小可以降低光伏板温度对发电效率的影响，防反射涂层可以提高光吸收效率，良好的耐久性能可以使光伏组件在多年使用中保持较高的发电效率。
二、阵列设计光伏阵列设计是光伏发电系统中至关重要的一环，合理的阵列设计不仅可以提高系统的发电效率，还可以减少维护成本和提高系统的可靠性。
以下是一些在阵列设计过程中需要考虑的要点：1. 考虑地理位置和环境因素地理位置和环境因素对光伏发电系统的发电效率有很大影响。
在进行阵列设计之前，我们需要调研地区的日射量、天气情况、温度等因素，以便确定光伏组件的倾斜角度和朝向。
光伏组件与阵列设计
令狐采学创作1-1引言令狐采学太阳电池是将太阳光直接转换为电能的最基本元件，一个单体太阳能电池的单片为一个PN结，工作电压约为0.5V,工作电流约为20-25tnA/c m2, 一般不能单独作为电源使用。
因而需根据使用要求将若干单体电池进行适当的连接并经过封装后，组成一个可以单独对外供电的最小单元即组件（太阳能电池板）。
其功率一般为几瓦至几十瓦，具有一定的防腐、防风、防雹、防雨的能力，广泛应用于各个领域和系统。
当应用领域需要较高的电压和电流，而单个组件不能满足要求时，可把多个组件通过串连或并联进行连接，以获得所需要的电压和电流，从而使得用户获取电力。
根据负荷需要，将若干组件按一定方式组装在固定的机械结构上，形成直流发电的单元，即为太阳能电池阵列，也称为光伏阵列或太阳能电池方阵。
一个光伏阵列包含两个或两个以上的光伏组件，具体需要多少个组件及如何连接组件与所需电压（电流）及各个组件的参数有关。
太阳能电池片并、串联组成太阳能电池组件；太阳能电池组件并、串联构成太阳能电池阵列。
令狐采学创作1-2光伏组件1. 2・1组件概述光伏组件（俗称太阳能电池板）是将性能一致或相近的光伏电池片（整片的两种规格125*125mm、156*156mm）,或由激光机切割开的不同规格的太阳能电池，按一定的排列串、并联后封装而成。
由于单片太阳能电池片的电流和电压都很小，把他们先串联获得高电压，再并联获得高电流后，通过一个二极管（防止电流回输）然后输出。
电池串联的片数越多电压越高, 面积越大或并联的片数越多则电流越大。
如一个组件上串联太阳能电池片的数量是36片，这意味着这个太阳能组件大约能产生17伏的电压。
1.2.2电池的连接与失配失配的影响:失配损失是由于电池或者组件的互联引起的，这些电池或者组件没有相同的特性或者经历了不同的条件。
在PV组件和方阵中，在某种条件下失配问题是一个严重的问题, 因为一个组件在最差情况的输出是由其中的具有最低输出的太阳电池决定。
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1.1 引言太阳电池是将太阳光直接转换为电能的最基本元件，一个单体太阳能电池的单片为一个PN结，工作电压约为0.5V，工作电流约为20－25mA/cm2, 一般不能单独作为电源使用。
因而需根据使用要求将若干单体电池进行适当的连接并经过封装后，组成一个可以单独对外供电的最小单元即组件（太阳能电池板）。
其功率一般为几瓦至几十瓦，具有一定的防腐、防风、防雹、防雨的能力，广泛应用于各个领域和系统。
当应用领域需要较高的电压和电流，而单个组件不能满足要求时，可把多个组件通过串连或并联进行连接，以获得所需要的电压和电流，从而使得用户获取电力。
根据负荷需要，将若干组件按一定方式组装在固定的机械结构上，形成直流发电的单元，即为太阳能电池阵列，也称为光伏阵列或太阳能电池方阵。
一个光伏阵列包含两个或两个以上的光伏组件，具体需要多少个组件及如何连接组件与所需电压（电流）及各个组件的参数有关。
太阳能电池片并、串联组成太阳能电池组件；太阳能电池组件并、串联构成太阳能电池阵列。
1.2 光伏组件1.2.1组件概述光伏组件（俗称太阳能电池板）是将性能一致或相近的光伏电池片（整片的两种规格125*125mm、156*156mm），或由激光机切割开的不同规格的太阳能电池，按一定的排列串、并联后封装而成。
由于单片太阳能电池片的电流和电压都很小，把他们先串联获得高电压，再并联获得高电流后，通过一个二极管（防止电流回输）然后输出。
电池串联的片数越多电压越高，面积越大或并联的片数越多则电流越大。
如一个组件上串联太阳能电池片的数量是36片，这意味着这个太阳能组件大约能产生17伏的电压。
1.2.2电池的连接与失配失配的影响:失配损失是由于电池或者组件的互联引起的，这些电池或者组件没有相同的特性或者经历了不同的条件。
在PV组件和方阵中，在某种条件下失配问题是一个严重的问题，因为一个组件在最差情况的输出是由其中的具有最低输出的太阳电池决定。
例如，当一个太阳电池被遮挡而组件中的其它的太阳电池并没有被遮挡时，一个处于“良好”状态的太阳电池产生的功率可以被低性能的太阳电池耗散，而不是提供给负载。
这可以导致非常高的局部电力耗散，并且由此而产生的局部加热可以引起组件不可恢复的损伤。
太阳能电池在串、并联成电池组件时，由于每片太阳能电池电性能不可能绝对一致，这就使得串、并联后的输出总功率往往小于各个单体太阳能电池输出功率之和，称作太阳能电池的失配。
在太阳能组件的制造以及组建安装为阵列的过程中，失配问题总会存在，并或多或少的影响太阳能电池的性能。
这是因为：1，太阳能电池的生产工艺决定了每一个单体不可能绝对一致；2，实际使用中每个单体还将由于遮挡，灰尘，表面损伤等原因造成个体差异。
4.2.2.1太阳能电池的串联连接与失配太阳能电池串联连接时，总输出电流为最小一片电池的值，而其总的输出电压为各电池电压之和。
太阳能电池串联使用时的失配损失要严重得多，一旦有一个单体电流小于其他单体，因为输出电流将取所有单个电池中最小值，整个串联回路中其他的单体的电流也将降低，从而大大降低整个回路的输出功率。
如下图所示，当一串具有几个高电流太阳电池的串中有一个低电流的太阳电池时，产生热斑。
一串太阳电池中有一个被遮挡，减少了好电池的电流，使得好电池要产生更高的电压。
这个电压通常使坏电池反偏。
如果总串联串上的工作电流接近于坏电池的短路电流，总电流就是被坏电池所限制的。
好电池产生的额外的电流使好电池正向偏置。
如果串联串被短路，这个跨过这些好电池的正向偏压就使得被遮挡的电池反向偏置。
当许多串联的电池在阴影遮挡的电池上引起很大的反向偏压时，导致差电池上有很大的热耗散，就发生了热斑。
必然地，好电池上的全部的发电容量都耗散在差电池上。
在相同面积上的大量的功率耗散导致局部发热或者热斑，转而产生破坏性的影响，例如电池或玻璃的破裂、焊料的熔化或者太阳电池的衰降。
4.2.2.1太阳能电池的并联连接与失配太阳能电池并联连接时，并联输出电压保持一致而输出电流为各并联电池电流之和。
太阳能电池并联使用时失配损失比串联使用时小，只要最差的电池的开路电压高于该组电池的工作电压，则输出电流仍为各单体电流之和。
失配损失仅来自于一些没有工作在最大工作点的单体。
如果其中有单体的开路电压低于工作电压，则该单体将成为负载而消耗能量。
通常可采用在每一块并联支路加防反二极管的方法，尽管不能增加该之路的输出，但可以防止电流倒流。
在设计中主要是确定组件工作电压和功率这两个参数，按输出电压要求以一定数量（n）的电池片（或根据需要切割成相应大小）用互连条相互串联起来，以满足用户所需求的输出电压，然后按输出功率要求以一定数量（m）的电池片用汇流条并联起来，并通过层压封装而成为太阳能电池组件。
对于通常使用的12V 电池组件，一般采用一串36片太阳能电池片，即n＝36，m＝1。
图4－1，4－2分别为太阳能电池组件工作原理图和等效电路图。
图4－1为太阳能电池组件工作原理图图4－2为太阳能电池组件等效电路图在小组件中，太阳电池是串联联接的，所以没有并联失配的问题。
在大的方阵中通常有组件的并联，所以通常是组件水平上而不是电池水平上发生并联失配。
并联联接的太阳电池。
相互并联的太阳电池上的电压总是相同的，并且总电流是各个独立太阳电池电流的和。
1.2.3组件设计要提升电压需要串联电池片，缺点是电流值趋向于最小电流的电池片的电流；提高功率一般需要并联电池片，缺点是电压趋向于最小电压的电池片的电压。
因此在同一个组件中，尽量选用性能一致的电池片。
设计举列：用 40mm的单晶硅太阳电池（效率为8.5%，工作电压0.41v）设计一工作电压为1.5伏，峰值功率为1.2瓦的组件。
单晶硅电池的工作电压为：V=0.41v则串联电池数：N s =1.5/0.41=3.66片 ，取N s =4片单体电池面积：s=π d 2/4=π⨯42/4=12.57cm 2单体电池封装后功率：P m =100mw/cm 2 ⨯12.57⨯8.5%⨯95%=100mw=0.1w （标准测试下，太阳辐照度＝1000W/m 2＝100mW/cm 2）式中95%是考虑封装时的失配损失需太阳电池总的片数：N=1.2/0.1=12片太阳电池并联数：NP=N/Ns=12/4=3组故用12片Φ40mm 的单晶硅太阳电池四串三并，即可满足要求。
图4－3 串并联4－4 混联联接的方法如图4－3但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。
为了避免这种情况，可以用混联（或称网状连接）的对应的电池之间连片连接起来，如图4－4，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。
太阳能电池组件的组成数量通常是由系统电压（或蓄电池电压）来决定，通常组件电压是蓄电池电压的1.4-1.5倍。
例如：蓄电池电压为12v ，组件工作电压一般为16.8-18v 之间，那么电池片数量为18v/0.5v ，也就是36片。
所以常用数量36或40片，大功率组件为72片。
＋－ ＋－常规组件，36片电池串联联接，为了生成满足12V蓄电池充电的电压。
1.2.4组件的串、并联当每个单体的电池组件性能一致时，多个电池组件的串联连接，可在不改变输出电流的情况下，使组件阵列的输出电压成比例的增加；而组件并联连接时，则可在不改变输出电压的情况下，使组件阵列的输出电流成比例的增加；串、并联混合连接时，即可增加组件阵列的输出电压，又可增加组件阵列的输出电流。
但是，组成阵列的所有电池组件性能参数不可能完全一致，所有的连接电缆、插头插座接触电阻也不相同，于是会造成各串联电池组件的工作电流受限于其中电流最小的组件；而各并联电池组件的输出电压又会被其中电压最低的电池组件钳制。
因此阵列组合会产生组合连接损失，使阵列的总效率总是低于所有单个组件的效率之和。
组合连接损失的大小取决于电池组件性能参数的离散性，因此除了在电池组件的生产工艺过程中，尽量提高电池组件性能参数的一致性外，还可以对电池组件进行测试、筛选、组合，即把特性相近的电池组件组合在一起。
例如，串联组合的各组件工作电流要尽量相近，每串与每串的总工作电压也要考虑搭配得尽量相近，最大幅度地减少组合连接损失。
因此，组件的串、并联组合连接要遵循下列几条原则：①串联时需要工作电流相同的组件，并为每个组件并接旁路二极管；②并联时需要工作电压相同的组件，并在每一条并联线路中串联防反充二极管；③尽量考虑组件连接线路最短，并用较粗的导线；④严格防止个别性能变坏的电池组件混入电池阵列。
1.2.5组件的热岛效应太阳能电池组件在使用过程中，如果有一片太阳能电池单独被遮挡，例如树叶鸟粪等，单独被遮挡的太阳能电池在强烈阳光照射下就会发热损坏，于是整个太阳能电池组件损坏。
这就是所谓热岛效应。
为了防止热岛效应，一般是将太阳能电池倾斜放置，使树叶等不能附着，同时在太阳能电池组件上安装防鸟针。
对于大功率的太阳能电池组件，为防止太阳能电池在强光下由于遮挡造成其中一些因为得不到光照而成为负载产生严重发热受损,最好在太阳能电池组件输出端的两极并联一个旁路二极管，旁路二极管的电流值不能低于该块太阳能组件的电流值。
1.2.6制约组件输出功率的因素由于太阳能的输出功率取决于太阳光照强度、太阳能光谱的分布和太阳电池的温度、阴影、晶体结构。
因此太阳电池组件的测量在标准条件下(STC)进行，测量条件被欧洲委员会定义为101号标准，其条件是：光谱辐照度为1000W/m2；光谱AMl．5；电池温度25℃。
在该条件下，太阳能电池组件所输出的最大功率被称为峰值功率，其单位表示为峰瓦(Wp)。
在很多情况下，组件的峰值功率通常用太阳模拟仪测定并和国际认证机构的标准化的太阳能电池进行比较。
4.2.6.1温度和光照强度对太阳电池组件输出特性的影响太阳电池组件温度较高时，工作效率下降。
随着太阳能电池温度的增加，开路电压减小，在20～100℃范围，大约每升高1℃每片电池的电压减小2mV；而光电流随温度的增加略有上升，大约每升高1℃每片电池的光电流增加千分之一，或0.03mA／℃•cm2。
总的来说，温度升高太阳电池的功率下降，典型温度系数为－0.35％／℃。
也就是说，如果太阳能电池温度每升高1℃，则功率减少0．35％。
因此，使组件上下方的空气流动非常重要，因为这样可以将热量带走，避免太阳能电池温度升高。
这里介绍的是温度对晶体硅太阳电池性能的影响，非晶硅太阳电池则不同，根据美国Uni—Solar公司的报道，该公司三结非晶硅太阳电池组件的功率温度系数只有－0.21％。
光照强度与太阳电池组件的光电流成正比，在光强由100～1000W／m2范围内，光电流始终随光强的增长而线性增长；而光照强度对光电压的影响很小，在温度固定的条件下，当光照强度在400～1000W／m2范围内变化，太阳电池组件的开路电压基本保持恒定。