光伏组件与阵列设计复习过程
第四章 光伏阵列
__________________________________________________________________1第四章 光伏阵列独立光伏系统的构成主要包括：光伏组件（阵列）、蓄电池、逆变器、控制器。
见图8.4。
下而我们分别加以讨论。
图: 户用系统方框图4.1光伏组件（阵列）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。
；光伏组件是由太阳能电池片群密封而成，是阵列的最小可换单元。
目前大多数太阳能电池片是单晶或多晶硅电池。
这些电池正面用退水玻璃背面用软的东西封装。
它就是光伏系统中把辐射能转换成电能的部件。
按照太阳电池的用途，目的、规模、太阳能电池的种类等有各种形状的太阳能电池组件，下面就几种典型的例子进行介绍。
（一）用于电子产品的组件为驱动计算器手表，收音机、电视、充电器等电子产品，一般需1.5V 至数十伏的电压。
而单个太阳电池产生的电压小于1V ，所以要驱动这些电子产品，必须使多个太阳电池元件串联连接才能达到要求电压。
如图8.5（a ）、（b ）示出了民用晶体太阳组件的结构，是把太阳电池元件排列好，串联连接做成组件。
可见，为驱动电子装置，需要一定的高压，而该组装方法存在问题是成本高，接线点太多；从可靠性的观点来看接线点太多是不利的。
(a)__________________________________________________________________2(b)图8.5 民用晶体硅太阳电池组件的结构另一种是非晶硅太阳电池。
因为非晶硅是靠气体反应形成的，很容易形成薄膜，在一块衬底上便于使多个单元电池串联连接而获得；较高的电压输出。
（二）用于电力的组件电力用的太阳电池一般均安装在调用外，所以除太阳电池本身以外，还必须采用能经受雨、风、砂尘和温度变化甚至冰雹袭击等的框架、支撑板和密封树脂等进行完好的保护，现正研究各种电力用的太阳电池组件的结构。
光伏组件选型与阵列布置规划
光伏组件选型与阵列布置规划光伏发电系统由太阳能光伏组件、支架和逆变器等组成，是一种利用太阳能光照直接发电的系统。
在设计光伏系统时，选择适合的光伏组件和合理的阵列布置规划对于系统的发电效率和稳定性至关重要。
1. 光伏组件选型光伏组件是光伏系统的核心部件，其性能直接影响到系统的发电量和寿命。
在选择光伏组件时，应考虑以下几个方面：1.1 效率：光伏组件的效率决定了单位面积的光照下能够转换为电能的比例。
一般而言，高效率的光伏组件具有更高的转换效率，可以提高系统的发电量。
1.2 功率：光伏组件的功率是指组件在标准测试条件下的最大输出功率。
根据实际需求和场地条件，选择适合的功率大小，以满足系统的需求。
1.3 耐候性：光伏组件在户外长时间暴露在各种气候条件下，需要具备良好的耐候性能。
选择具有优良的耐候性的光伏组件，可以提高系统的寿命和稳定性。
1.4 成本效益：在选型时，除了考虑组件的性能和质量外，还应综合考虑成本效益。
选择具有性价比较高的光伏组件，可以降低系统的投资成本。
2. 阵列布置规划光伏阵列布置规划是指将多个光伏组件安装到支架上，形成一定的布局方式。
合理的阵列布置规划能够提高系统的发电效率和功率输出。
2.1 阵列朝向：光伏组件的朝向决定了其接收到的光照强度。
在北半球，一般情况下，优选南向朝向。
但在实际布置中，根据场地的具体情况，如建筑物、遮挡物的位置和高度等，可以进行适当的调整。
2.2 阵列倾角：光伏组件的倾角是指安装在支架上的光伏组件与水平面的夹角。
倾角的选择应根据光照强度和日照时间的变化规律以及季节的变化规律进行调整，以获得最优的发电效果。
2.3 阵列间距：光伏组件之间的间距会影响阵列的发电效率。
适当的间距可以避免阵列之间的阴影遮挡，确保每个光伏组件都能充分接收到太阳光。
2.4 支架设计：支架是光伏组件安装的基础，支架的稳定性和坚固性直接关系到系统的安全性。
在支架设计上，需要考虑抗风、抗雪等气候条件，并采用适合实际环境的材料和结构。
光伏组件(方阵)应用的设计与安装
光伏组件（方阵）应用的设计与安装一、任务导入单体太阳电池不能直接做电源使用。
作电源必须将若干单体电池串、并联连接和严密封装成组件。
光伏组件（也叫太阳能电池板）是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中最重要的部分。
其作用是将太阳能转化为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。
本单元所涉及的光伏电池及光伏电池组件主要以硅系光伏电池作为讲解对象。
二、相关知识学习情境1 太阳能电池组件(一）太阳能电池基础知识太阳能电池单体是光电转换的最小单元，尺寸一般为4～lOOcm2不等。
太阳能电池单体的工作电压约为0. 5V，工作电流约为20～25mA/cm2，一般不能单独作为光伏电源使用。
将太阳能电池单体进行串并联封装后，就成为太阳能电池组件，其功率一般为几瓦至几十瓦，是可以单独作为光伏电源使用的最小单元。
太阳能电池组件再经过串并联组合安装在支架上，就构成了太阳能电池方阵，可以满足太阳能光伏发电系统负载所要求的输出功率，如图2-16所示。
图2－16 太阳能电池单体、组件和方阵（1）硅太阳能电池单体常用的太阳能电池主要是硅太阳能电池。
晶体硅太阳能电池由一个晶体硅片组成，在晶体硅片的上表面紧密排列着金属栅线，下表面是金属层。
硅片本身是P型硅，表面扩散层是N区，在这两个区的结合处就是所谓的PN结。
PN结形成一个电场。
太阳能电池的顶部被一层抗反射膜所覆盖，以减少太阳能的反射损失。
将一个负载连接在太阳能电池的上下两表面间时，将有电流流过该负载，于是太阳能电池就产生了电流；太阳能电池吸收的光子越多，产生的电流也就越大。
光子的能量由波长决定，低于基能能量的光子不能产生自由电子，一个高于基能能量的光子将仅产生一个自由电子，多余的能量将使太阳能电池发热，伴随热能损失使太阳能电池的转换效率下降。
（2）硅太阳能电池种类目前世界上有3种已经商品化的硅太阳能电池：单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池。
对于单晶硅太阳能电池，由于所使用的单晶硅材料与半导体工业所使用的材料具有相同的品质，使单晶硅的使用成本比较昂贵。
光伏阵列布置与组件选择
光伏阵列布置与组件选择随着可再生能源的重要性逐渐凸显，光伏发电作为一种清洁、可持续的能源解决方案，被广泛应用于许多领域。
在光伏发电系统中，光伏阵列布置和组件选择是关键的设计决策，它们直接影响系统的发电效率和经济性。
本文将重点讨论光伏阵列布置和组件选择的相关因素和决策方法。
光伏阵列布置是指如何合理地安排光伏组件在建筑物或地面上的摆放位置。
一个合理的布置可以最大程度地利用太阳能资源，提高系统的能量收集效率。
在进行光伏阵列布置前，首先需要进行光伏资源评估，包括太阳辐射量、气候条件、地理位置等因素。
根据这些评估结果，可以确定最佳的阵列朝向、倾斜角度和布局方式。
朝向是指光伏阵列的方位角度。
一般来说，朝向应尽可能面向太阳，以最大限度地接收太阳光辐射。
在北半球，南向朝向是最常用的选择，因为这样可以获得最大的日照时间和较高的能量收集效率。
但是，如果存在遮挡物或者不同时间段光照条件有所不同，可以考虑调整朝向角度，以最大化光伏系统的发电效率。
倾斜角度是指光伏阵列与地面的夹角。
合理选择倾斜角度可以确保太阳光垂直照射光伏组件表面，最大化能量收集效率。
倾斜角度的选择通常受到地理位置的影响。
在大多数地区，夏季倾斜角度相对较低，以便获得更多的夏季辐射。
而在一些纬度较低的地区，最佳倾斜角度会相对较高，以便在冬季获得更多的辐射。
此外，还需考虑组件清洁、风能影响等因素来确定最佳倾斜角度。
布局方式是指光伏组件之间的排列方式。
常见的布局方式有平行布局、斜排布局和集中布局等。
平行布局是指组件按照相同朝向和倾斜角度平行排列。
斜排布局则是通过改变组件之间的水平间距，使每个组件相对于前一个组件有一定的高度差。
集中布局是指将多个组件聚集在一起，利用少量的支架结构。
选择布局方式时需要综合考虑组件间的阴影效应、土地利用率和系统整体美观度等因素。
另一个关键问题是光伏组件的选择。
光伏组件的类型、材料和质量直接影响到系统的发电效率和寿命。
目前市场上常见的光伏组件类型有单晶硅、多晶硅和薄膜光伏组件。
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。
光伏阵列及组串设计
光伏阵列及组串设计光伏阵列及组串设计是一项关键任务，它涉及到太阳能技术的应用和光伏系统的设计。
本文将详细介绍光伏阵列及组串设计的目标、原理、步骤和注意事项。
一、设计目标光伏阵列及组串设计的主要目标是最大化太阳能的利用效率，实现光伏系统的高效发电和可靠稳定运行。
设计过程中需要考虑以下几个方面的目标：1. 最大化光伏系统的发电效率：通过合理的设计和组串方式，实现太阳能的最大化转换效率。
2. 确保阵列和组串的稳定性：光伏阵列及组串设计中需要考虑系统的稳定性和抗干扰能力，以应对环境变化和电网波动。
3. 减少系统投资成本：通过合理的组串设计和光伏阵列布局，降低光伏系统的投资成本。
二、设计原理1. 光伏阵列原理：光伏阵列是由多个太阳能电池组成的系统。
当太阳光照射到太阳能电池上时，光子会激发电池内的电子，产生电流。
这些太阳能电池连接在一起，形成光伏阵列。
2. 组串设计原理：组串是将多个太阳能电池串联在一起，形成一个整体。
组串设计的目的是通过串联电池的方式，提高系统的电压和功率输出。
三、设计步骤1. 搜集数据和评估需求：收集太阳能辐照度、温度等数据，评估能源需求和发电目标。
2. 选定光伏电池类型：根据项目需求和场地条件，选择适合的光伏电池类型，如单晶硅、多晶硅或薄膜电池等。
3. 计算所需光伏电池数量：根据能源需求和选定的光伏电池类型，计算出所需光伏电池的数量。
4. 设计阵列布局：根据场地情况和光照特点，设计合理的光伏阵列布局，最大化吸收太阳能。
5. 组串分析和设计：根据光伏电池的特性和电压需求，进行组串分析和设计，选择合适的组串方式。
6. 电压和功率均衡：在组串设计中，需要考虑电压和功率的均衡，确保系统的稳定运行。
7. 系统综合优化：对设计的光伏阵列及组串方案进行综合优化，调整参数和布局，以达到最佳发电效果。
8. 安装和调试：根据设计方案进行光伏系统的安装和调试工作，确保系统的正常运行。
四、注意事项1. 场地选择：选择阴影较少且朝向合适的场地，确保光伏阵列能够充分吸收太阳能。
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。
太阳能电池阵列设计步骤
１.计算负载24h消耗容量P。
P=H/V
V——负载额定电源
2.选定每天日照时数T(H)。
3.计算太阳能阵列工作电流。
IP=P(1+Q)/T
Q——按阴雨期富余系数，Q=0.21～1.00
4.确定蓄电池浮充电压VF。
镉镍(ＧＮ)和铅酸(ＣＳ)蓄电池的单体浮充电压分别为1.4～1.6V和2.2V。
5.太阳能电池温度补偿电压VT。
VT=2.1/430(T-25)VF
6.计算太阳能电池阵列工作电压VP。
VP=VF+VD+VT
其中VD=0.5～0.7
约等于VF
7.太阳电池阵列输出功率ＷＰ?平板式太阳能电板。
WP=IP×UP
8.根据VP、WP在硅电池平板组合系列表格，确定标准规格的串联块数和并联组数。
这第一段似乎是着重描摹春的美丽，可起首有“多事的东风”一句，暗示着有人恼春，于是有个人物忽悠地闪了一下，桃红“醉依在封姨的臂弯里”，一下子就不见了。
但“多事”里隐蕴着的愠意，因封姨的出现有了着落。
春天写足了，那位对春天怀着恨意的人物便在作者的笔下十分不情愿地亮相了。
“只有一个孤独的影子，她，倚在栏杆上，”这就是封姨了，她“才从青春之梦醒过来”，茫然不解这眼前发生的一切。
作者笔下的她原来是一个芳华已失的女人！眼前的春天只是她过去的影子。
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。
组件选型与光伏阵列布置规划
组件选型与光伏阵列布置规划随着可再生能源的发展，光伏发电系统成为一种受欢迎的选择。
在建设光伏电站之前，组件选型和光伏阵列布置规划是至关重要的步骤。
本文将探讨如何进行组件选型以及光伏阵列的布置规划。
一、组件选型1. 组件类型：组件是光伏发电系统的核心组成部分之一，主要分为多晶硅组件和单晶硅组件两种类型。
多晶硅组件成本较低，而单晶硅组件的效率较高。
在选择组件类型时，需要综合考虑成本和效能。
2. 组件效率：组件效率是指组件在单位面积内转化太阳能为电能的能力。
较高的组件效率意味着单位面积内可以获得更多的电能，因此在选型时需要选择高效的组件，以提高光伏发电系统的整体效能。
3. 组件质量：组件的质量决定了光伏发电系统的寿命和稳定性。
在选型时，需要选择具有高质量认证和长期质保的组件，以确保系统的可靠性和持久性。
4. 厂家信誉：厂家信誉是选型的另一个重要因素。
选择具有良好信誉和丰富经验的厂家可以确保提供优质的产品和服务，并为系统的后期维护提供支持。
二、光伏阵列布置规划1. 方位角和倾角：光伏阵列的布置必须考虑太阳的方位和倾角。
方位角是指光伏组件面板与南方向之间的夹角，而倾角是指光伏组件面板与地面之间的夹角。
根据所在地的经纬度和当地的光照条件，选择适当的方位角和倾角可以最大程度地利用太阳能。
2. 阵列间隔和排列方式：在光伏阵列的布置中，光伏组件之间需要有适当的间隔以便光线能够充分照射到每个组件上。
一般来说，间隔应保持在组件的高度的1.1到1.5倍之间。
此外，还可以选择不同的排列方式，如横向排列、纵向排列或斜向排列，以适应不同的场地条件和光照情况。
3. 阵列布局设计：在设计光伏阵列的布局时，需要考虑到土地的利用率和光伏系统的发电量。
合理的阵列布置设计可以最大程度地提高土地的利用效率，并确保光伏系统的发电量达到最佳状态。
4. 阵列的接线设计：光伏阵列的接线设计也是布置规划的重要部分。
合理的接线设计可以减少功率损耗，提高系统的整体效能。
光伏组件方阵的容量及串并联连接的设计方法
光伏组件方阵的容量及串并联连接的设计方法-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN光伏组件方阵的容量及串并联连接的设计方法光伏组件方阵设计如何设计光伏组件的大小以及光伏组件方阵的排布连接，是光伏系统设计中最重要的一环。
这个步骤决定了用户60%的成本投入是否产生浪费或者是否不足。
下面我们就来详细介绍光伏组件方阵的设计原理和案例。
一、基本公式光伏组件设计的基本思想就是满足年平均日负载的用电需求。
计算光伏组件的基本方法是用负载平均每天所需要的能量（安时数）除以一块光伏组件在一天中可以产生的能量（安时数），这样就可以算出系统需要并联的光伏组件数，使用这些组件并联就可以产生系统负载所需要的电流。
将系统的标称电压除以光伏组件的标称电压，就可以得到系统需要串联的光伏组件数，使用这些光伏组件串联就可以产生系统负载所需要的电压。
基本计算公式如下：日平均负载（AH）并联的组件数量＝------------------组件日输出（AH）系统电压（V）串联组件数量＝ ---------------组件电压（V）二、光伏组件方阵设计的修正光伏组件的输出，会受到一些外在因素的影响而降低，根据上述基本公式计算出的光伏组件，在实际情况下通常不能满足光伏系统的用电需求，为了得到更加正确的结果，有必要对上述基本公式进行修正。
1、将光伏组件输出降低10％在实际情况工作下，光伏组件的输出会受到外在环境的影响而降低。
泥土、灰、积雪的覆盖和组件性能的慢慢衰减都会降低光伏组件的输出。
另外，逆变器的转换效率，以及电缆等系统内设备的损耗也会影响光伏组件实际输出的电流。
通常的做法就是在计算的时候减少光伏组件的输出10％来解决上述的不可预知和不可量化的因素。
我们可以将这看成是光伏系统设计时需要考虑的工程上的安全系数。
设计上留有一定的余量将使得系统可以年复一年地长期正常使用。
2、将负载增加10％以应付蓄电池的库仑效率在蓄电池的充放电过程中，铅酸蓄电池会电解水，产生气体逸出，这也就是说光伏组件产生的电流中将有一部分不能转化储存起来而是耗散掉。
第十一三讲 太阳能电池组件与阵列
5. 太阳能电池组件的设计——封装结构
常见的有玻璃壳体式、底盒式、平板式、全胶密封式等
玻璃壳体式 1-玻璃壳体；2-硅太阳能电池；3-互连条；4-黏结剂 5-衬底；6-下底板；7-边框胶；8-电极接线柱
底盒式 1-玻璃盖板；2-硅太阳能电池；3-盒式下底板；4-黏结剂 5-衬底；6-固定绝缘胶；7-电极引线；8-互连条
输出电压的情况下，使输出电流成比例增加；串、并联混合方
式既可增加输出电压又可增加输出电流
4. 太阳能电池组件的设计——板型设计
电池组件不论功率大小，一般都是由36片、48片、54片、60片
和72片等几种串联形式组成。常见的排布方法有4片9片、6片 8片、6片9片、6片10片和6片12片等。
太阳电池阵列的电路构成
• 由太阳电池组件构成的纵列组件（根据所需输 出电压将太阳电池组件串联而成）、逆流防止 元件（二极管）Ds（各纵列组件经逆流防止元 件并联构成）、旁路元件（二极管Db）及端 子箱体构成
防反充（防逆流）和旁路二极管
• 在太阳能电池方阵中，二极管是很重要的器件， 常用的二极管基本都是硅整流二极管(部分二极 管的性能参数可参看表2-3)，在选用时要注意 规格参数留有余量，防止击穿损坏。 • 一般反向峰值击穿电压和最大工作电流都要取 最大运行工作电压和工作电流的2倍以上。 • 二极管在太阳能光伏发电系统中主要分为两类， 防反冲二极管和旁路二极管。
• ① 机械强度较低：单体电池是由半导体或化合物材料制成，
薄而脆，不能经受较大的撞击。
• ② 耐腐蚀性差：太阳能电池的电极，不能长期裸露使用。 大气中的水分和腐蚀性气体会缓慢地腐蚀电极（尤其是上电
极和硅扩散层表面的接触面），逐渐使电极脱落，导致太阳
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。
第十一三讲太阳能电池组件与阵列
4. 太阳能电池组件的设计——板型设计
电池组件不论功率大小，一般都是由36片、48片、54片、60片 和72片等几种串联形式组成。常见的排布方法有4片9片、6片 8片、6片9片、6片第1十0一片三讲和太6阳片能电池1组2件片与阵等列。
5. 太阳能电池组件的设计——封装结构 常见的有玻璃壳体式、底盒式、平板式、全胶密封式等
干太阳能电池组件通过串、并联连接，并用一定的机械方式固定组
合在一起，配以防反充（防逆流）二极管、旁路二极管、电缆等元
件构成“太阳能电池阵列”。太阳能电池阵列通常需要牢固的安装
在支架基础上。
第十一三讲太阳能电池组件与阵列
2. 太阳能电池组件的技术要求和检验测试
• （1）技术要求 • 合格的太阳能电池组件应该达到一定的技术要求，相关部门
• ③ 组件的每片电池与互连条应排列整齐，组件的框架应整 洁无腐蚀斑点。 • ④ 组件的封装层中不允许气泡或脱层在某一片电池与组件 边缘形成一个通路，气泡或脱层的几何尺寸和个数应符合相 应的产品详细规范规定。 • ⑤ 组 件 的 功 率 面 积 比 大 于 65W/m2 ， 功 率 质 量 比 大 于 4.5W/kg，填充因子FF大于0.65。 • ⑥ 组件在正常条件下的绝缘电阻不得低于200M 。
防反充（防逆流）和旁路二极管
• 在太阳能电池方阵中，二极管是很重要的器件， 常用的二极管基本都是硅整流二极管(部分二极 管的性能参数可参看表2-3)，在选用时要注意 规格参数留有余量，防止击穿损坏。
• 一般反向峰值击穿电压和最大工作电流都要取 最大运行工作电压和工作电流的2倍以上。
• 二极管在太阳能光伏发电系统中主要分为两类， 防反冲二极管和旁路二极管。
第十一三讲太阳能电池组件与阵列
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光伏组件与阵列设计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Φ40mm 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。
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。