太阳能光伏发电原理与应用实验报告

太阳能光伏发电原理与应用

实验报告

课题名称：太阳能光伏发电原理与应用实验专业班级：12级应用光电子01

学生学号：1209040110

学生姓名：胡超

学生成绩：

指导教师：刘国华

课题工作时间：2015.6.1至2015.6.4

实验一、太阳辐射能的测量

下表是针对武汉市的日照情况，记录武汉市的某一天某一时段（每两分钟记

录一次）的太阳辐射强度：

太阳辐射监测系统

瞬时值累计值

时间

总辐射散射辐射直接辐射反射辐射净全辐射总辐射散射辐射直接辐射反射辐射净全辐射10:06 538 113 436 41 112 0.031 0.014 0.016 0.003 0.009 10:08 404 105 298 32 77 0.056 0.013 0.045 0.004 0.012 10:10 449 99 347 31 268 0.049 0.013 0.037 0.004 0.009 10:12 416 97 304 33 246 0.056 0.012 0.043 0.004 0.033 10:14 645 118 525 49 347 0.056 0.012 0.042 0.004 0.033 10:16 198 105 57 24 105 0.077 0.014 0.062 0.006 0.040 10:18 549 107 425 42 326 0.025 0.013 0.007 0.003 0.012 10:20 610 111 485 45 329 0.066 0.013 0.051 0.005 0.039 10:22 631 108 513 50 304 0.076 0.013 0.061 0.006 0.039 10:24 619 108 493 45 284 0.076 0.013 0.062 0.006 0.036 10:26 465 103 310 39 194 0.075 0.013 0.059 0.006 0.034 10:28 653 109 402 47 264 0.067 0.013 0.043 0.005 0.027 10:30 690 111 337 48 263 0.079 0.013 0.046 0.006 0.032 10:32 693 113 318 47 249 0.083 0.013 0.042 0.006 0.031 10:34 653 115 214 48 219 0.082 0.014 0.035 0.006 0.029 10:36 713 118 176 53 145 0.061 0.013 0.018 0.005 0.021 10:38 575 111 92 44 89 0.087 0.014 0.020 0.006 0.015 10:40 717 115 53 44 90 0.080 0.014 0.009 0.006 0.010

根据表格数据用MATLAB分别作出各辐射瞬时值、累计值与时间的关系曲线如下：

分析：由两个图像均可知总辐射≈散射辐射+直接辐射，总辐射与净辐射与反射辐射之和有一定差值，差值应是有效辐射，某时刻辐射累计值=120秒×（此时刻辐射瞬时值+上一时刻辐射瞬时值）/2.由于天气原因，仪器误差以及人为所致误差，致使实验数据不是很理想，太阳辐射值的采集应选择天气较好，阳光明媚的日子。

结论：总辐射≈散射辐射+直接辐射，总辐射与净全辐射和反射辐射之和的差值为地面的有效辐射。

实验二：太阳能电池基本特性的测量

1.下表为无光照条件下测量太阳能电池正向偏压时的I-U 特性

U1（v ） 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75 2 2.25 2.5 2.75 U2 (mv) 7.5 13.7 22.1 32.8 47.5 67.1 92.7 127.3 174 236 I (μA) 7.5 13.7 22.1 32.8 47.5 67.1 92.7 127.3 174 236 ln(I) -11.8

-11.19 -10.72 -10.33

-9.95

-9.61 -9.29 -8.97 -8.65 -8.35

根据表格由MATLAB 作出1~ln u I 曲线，拟合成直线如下

0.5

1

1.52

2.53

-12-11.5-11-10.5-10-9.5

-9-8.5-8电阻两端电压u 1(V)

l n I (μA )

lnI-u 1图

Y ：拟合后直线y ：原始曲线

分析：由图像可知lnI 与电压呈线性变化，斜率为1.4798即β=1.479，由两线重合点（2.25，-8.97）带入公式01ln βu ln I I +=算出0ln I =-11.9296,即0I =6.592μA

2. 下表为太阳能电池在光照时改变阻值电压随电流变化

阻值

k Ω 100 80 60 40 20 10 8 6 4 2 1 0.8 0.4 0.2 电压

u(v) 4.63 4.625 4.617 4.607 4.581 4.531 4.503 4.453 4.354 3.971 2.863 2.394 1.225 0.615 电流

I(mA) 0.046 0.058 0.077 0.115 0.229 0.453 0.563 0.742 1.089 1.986 2.863 2.993 3.063 3.075 功率

P(mw)

0.214 0.267 0.355 0.531 1.049 2.053 2.535 3.305 4.739 7.884 8.197 7.164 3.752 1.891

根据上表数据应用MATLAB 分别作出电流随电压变化曲线、电阻功率随电流变化曲线如下：

0.5

1 1.52

2.53

3.54

4.55

00.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

电阻两端电压u(V)

电路中电流I （m A ）

I~u 曲线

Y ：拟合后曲线y ：原始数据点