项目8电池组件输出特性分析(实训指导书)

项目8电池组件输出特性分析

一、告知（教学内容、目的）

任务告知：设计电路完成电池组件输出特性分析（对比单体电池和组件的输出特性）

1. 分析4个单体电池串联组成的组件输出特性（P,U,I,填充因子）；

2. 分析4个单体电池并联组成的组件输出特性；（P,U,I,填充因子）；

3. 分析4个单体电池2串2并组成的组件输出特性；（P,U,I,填充因子）；

(1) 单体电池特性是否一致？

（2）组件最大功率点电压是否单体电池最大功率点电压之和？

（3）最大功率点电流是否与单体电池最大功率点电流一致？

(4) 电池板的温度如何保持不变。

提交问题：

1.分析对比单体电池、4个单体电池串联组件、4个单体电池并联组件、2串2并电池组件输出特性。

2.绘制上述4种情况下的最大功率与开路电压和短路电流乘积的关系（填充因子）。

4. 分析电池组件发电效率与单体电池发电效率关系和影响因素；

分析组件总功率与单体电池功率和的关系（峰值功率）

5. 实验采用4块特性类似单体电池完成组建参数测量。

二、课程引入（原理同项目7）

1.电池组件设计

在生产电池组件之前，就要对电池组件的外型尺寸、输出功率以及电池片的排列布局等进行设计，这种设计在业内就叫太阳能电池组件的板型设计。电池组件板型设计的过程是一个对电池组件的外型尺寸、输出功率、电池片排列布局等因素综合考虑的过程。电池组件不论功率大小，一般都是由36片、72片、54片和60片等几种串联形式组成。常见的排布方法有4片×9片、6片×6片、6片×12片、6片×9片和6片×10片等。

2.太阳能电池组件的性能测试

与硅太阳能电池的主要性能参数类似，太阳能电池组件的性能参数也主要有：短路电流、开路电压、峰值电流、峰值电压、峰值功率、填充因子和转换效率等。这些性能参数的概念与前面所定义的硅太阳能电池的主要性能参数相同，只是在具体的数值上有所区别。

1.短路电流I S

当将太阳能电池组件的正负极短路，使U=0时，此时的电流就是电池组件的短路电流，短路电流的单位是A，短路电流随着光强的变化而变化。

2.开路电压Uo

当太阳能电池组件的正负极不接负载时，组件正负极间的电压就是开路电压，开踣电压的单位是V。太阳能电池组件的开路电压随电池片串联数量的增减而变化，36片电池片串联的组件开路电压为21V左右。

3.峰值电流I m

峰值电流也叫最大工作电流或最佳工作电流。峰值电流是指太阳能电池组件输出最大功率时的工作电流，峰值电流的单位是A。

4.峰值电压P m

峰值电压也叫最大工作电压或最佳工作电压。峰值电压是指太阳能电池片输出最大功率时的工作电压，峰值电压的单位是V。组件的峰值电压随电池片串联数量的增减而变化，36片电池片串联的组件峰值电压为17～17.5V。

5.峰值功率Pm

峰值功率也叫最大输出功率或最佳输出功率。峰值功率是指太阳能电池组件在正常工作或测试条件下的最大输出功率，也就是峰值电流与峰值电压的乘积：Pm =/m×Um。峰值功率的单位是W。太阳能电池组件的峰值功率取决于太阳辐照度、太阳光谱分布和组件的工

作温度，因此太阳能电池组件的测量要在标准条件下进行，测量标准为欧洲委员会的101号标准，其条件是：辐照度lkW/mz 、光谱AMl.5、测试温度25℃。

6.填充因子

填充因子也叫曲线因子，是指太阳能电池组件的最大功率与开路电压和短路电流乘积的比值。填充因子是评偷太阳能电池组件所用电池片输出特性好坏的一个重要参数，它的值越高，表明所用太阳能电池组件输出特性越趋于矩形，电池组件的光电转换效率越高。太阳能电池组件的填充因子系数一般在0.5～0.8之间，也可以用百分数表示。

oc

sc m

U I P FF =

7.转换效率：转换效率是指太阳能电池组件受光照时的最大输出功率与照射到组件上的太阳能量功率的比值。即： %100P )(%100in ⨯⨯=⨯=率）（单位面积的入射光功电池组件有效面积A V I p p m

m in m η

其中，22in /100/1000P cm mW m W == 三、计划（附相关说明）

1.在给定任务要求下，完成电路设计（附原理图）；

2.设计参数数据表格式；

3. 填充因子、转换效率参数表示及技术的方法（如何从实验数据中分析）。 四、项目实施（按过程填写参数并分析） 1. 电路实施。

2. 参数测量（附数据表）。

3.光伏电池组件输出特性分析（不同光照曲线图）。

4.分析电池组件与单体电池的发电效率比较。

五、项目检测

1.是否已经完成本项目要求；

2.系统参数测量是否成功；

3.其他项目的改进方法与措施。

五、校园2KW 光伏发电系统组件参数测量

六、总结

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项目评价