太阳能电池组件与阵列.

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光伏组件和阵列的设计要求

光伏组件和阵列的设计要求英文回答：Photovoltaic (PV) components and arrays are designed to efficiently harness solar energy and convert it into electricity. The design requirements for PV components and arrays are crucial in ensuring optimal performance and longevity of the system. Here are some key design considerations:1. Efficiency: PV components and arrays should be designed to maximize the conversion of sunlight into electricity. This involves selecting high-efficiency solar cells and optimizing the placement and orientation of the components to receive maximum sunlight.2. Durability: PV components and arrays are exposed to various environmental conditions, including temperature variations, humidity, and UV radiation. Therefore, they must be designed to withstand these conditions and have along lifespan. This may involve using durable materials, such as tempered glass for solar panels, and ensuring proper sealing to prevent moisture ingress.3. Electrical compatibility: PV components, such as solar panels, inverters, and charge controllers, must be electrically compatible with each other to ensure efficient energy conversion and system operation. The design should consider the voltage and current ratings, as well as any necessary protection devices, to ensure safe and reliable operation.4. Structural integrity: PV components and arrays should be designed to withstand wind, snow, and other external loads. The mounting structure should be strong and stable, and the components should be securely attached to prevent damage or displacement.5. Maintenance and accessibility: PV components and arrays should be designed with easy access for maintenance and cleaning. This may involve considering the tilt angle and height of the installation, as well as theaccessibility of electrical connections and monitoring systems.6. Aesthetics: PV components and arrays are often installed in residential and commercial buildings. Therefore, the design should also consider the aesthetic aspects, such as color, shape, and integration with the surrounding architecture.7. Safety: PV components and arrays should be designed with safety in mind. This includes proper grounding, protection against electrical hazards, and compliance with relevant safety standards and codes.中文回答：光伏组件和阵列的设计要求是为了高效地利用太阳能并将其转化为电能。

太阳能光伏阵列安装

太阳能光伏阵列安装
（1）施工准备：进站道路通畅，安装支架运至相应的阵列基础位置，太阳能光伏组件运至相应的基础位置。

（2）阵列支架安装：支架分为基础底梁、立柱、加强支撑、斜立柱。

支架按照安装图纸要求，采用镀锌螺栓连接。

安装完成整体调整支架水平后紧固螺栓。

（3）太阳能电池组件安装：细心打开组件包装，禁止单片组件叠摞，轻拿轻放防止表面划伤，用螺栓紧固至支架上后调整水平，拧紧螺栓。

2逆变器安装
直流屏和逆变器布置在每个1MW光伏发电单元区域内的分站房内，每个分站房内布置2面直流防雷配电柜和2面500kW逆变器，共20个分站房。

逆变器混凝土平台由现场浇注，混凝土罐车运送，人工振捣。

逆变器由汽车运至现场，用50 吨汽车吊吊装就位，逆变器出入线做好防水措施。

3电气设备布置
35kV屋内配电装置布置在站区南侧，采用屋内开关柜单列布置。

380/220V配电装置布置在35kV配电室内；主控室布置在综合楼内，综合楼布置在站区南侧。

直流屏和逆变器布置在每个1MW光伏发电单元区域内的分站房内，每个分站房内布置2面直流防雷配电柜、2面500kW逆变器和1面交流配电柜，共20个分站房。

箱式变压器与分站房贴建。

电气设备的安装严格按照设计要求、设备安装说明、电气设备安装规程及验收规范进行，及时进行测试、调试。

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。

光伏组成结构

光伏组成结构一、引言光伏（Photovoltaic，简称PV）技术是指利用太阳光的辐射能直接将其转化为电能的一种技术。

光伏组成结构是指光伏电池组成的结构，包括光伏电池、电池片、电池组件以及光伏系统等。

二、光伏电池光伏电池是将太阳能转化为电能的核心装置，其主要由P型半导体和N型半导体形成的PN结构组成。

当太阳光照射到光伏电池上时，光子能量将电子从P型半导体中剥离出来，形成电流。

光伏电池的常见类型有多晶硅、单晶硅、非晶硅和多结光伏电池等。

三、电池片电池片是指将多个光伏电池串联或并联而成的组件。

电池片的设计和制造直接影响光伏组件的性能。

常见的电池片类型有单晶电池片、多晶电池片和薄膜电池片等。

四、电池组件光伏电池片通过串联或并联的方式形成电池组件。

电池组件通常由多个电池片组成，并使用背板、边框、连接线等进行封装。

电池组件的主要功能是将光伏电池片产生的直流电转换为可用的交流电。

五、光伏系统光伏系统是指将光伏电池组件与其他设备相结合，形成一个完整的发电系统。

光伏系统包括光伏阵列、逆变器、电网连接装置等。

光伏阵列将多个光伏电池组件串联或并联，形成一个整体。

逆变器将光伏电池组件产生的直流电转换为交流电，并将其连接到电网上。

六、光伏组成结构的优势1. 环保节能：光伏组成结构通过直接利用太阳能，无需燃料燃烧，不产生二氧化碳等污染物，是一种清洁的能源形式。

2. 长寿命：光伏电池的寿命可达20年以上，电池组件和光伏系统也有较长的使用寿命，可以持续稳定地发电。

3. 维护成本低：光伏组成结构一旦安装完成，其维护成本较低，主要是定期清洁和检查设备的工作。

4. 分布式发电：光伏组成结构可以分布式布置，可以在城市屋顶、农田、沙漠等地方进行布置，充分利用空间资源。

5. 可再生能源：太阳能是一种可再生能源，光伏组成结构的使用不会耗尽资源。

七、光伏组成结构的应用光伏组成结构广泛应用于家庭、商业和工业领域。

在家庭中，光伏系统可以安装在屋顶上，为家庭供电，同时节约能源费用。

太阳能电池阵列设计与优化

太阳能电池阵列设计与优化随着环保意识的提高和能源消耗的加剧，太阳能成为了一种热门的可再生能源，其中最为常见的利用形式就是太阳能电池阵列。

在太阳能电池阵列的设计和优化中，有许多关键的因素需要考虑，本文将从以下几个方面进行探讨。

一、太阳能电池阵列的基本构成太阳能电池阵列是由一系列太阳能电池串联或并联而成，形成一个整体电路。

其中，太阳能电池是太阳能电池阵列的核心部件，其主要作用就是将太阳能转化成直流电能。

在组成太阳能电池阵列的过程中，除了太阳能电池以外，还需要包括支架、支撑杆、接线盒、逆变器等配套设备。

二、太阳能电池阵列的设计原则在进行太阳能电池阵列的设计之前，需要明确其设计原则。

太阳能电池阵列的设计原则主要包括以下几个方面：首先，保证电路的稳定性和安全性；其次，根据实际需求和环境条件，选择合适的电池组合方式；最后，进行合理的电池布置和配电，以提高太阳能电池阵列的使用效率。

三、太阳能电池阵列的优化方法对于太阳能电池阵列而言，其优化方法包括了很多方面。

其中，最为重要的就是选择合适的太阳能电池类型和组合方式。

此外，逆变器的选择、电池排布方式、电缆线路的优化等也都可以对太阳能电池阵列的性能进行优化。

此外，对于爆晒、阴雨等天气情况下，还可以根据天气情况对电池进行合理的调节和管理，以减少能源损失。

四、太阳能电池阵列的安装和维护在安装太阳能电池阵列时，需要注意以下几个方面：首先，选择安装地点时应避免强阳光直射，同时也要考虑场地的通风条件；其次，支架和支撑杆的安装需要保证其稳定性，以避免电池组件、逆变器等设备受到损害。

在维护方面，需要定期对太阳能电池阵列进行清洗、检查和维护，以保证其正常运行。

五、太阳能电池阵列的应用前景随着科技的不断发展和太阳能电池阵列的性能提升，太阳能电池阵列的应用前景越来越广泛。

目前，太阳能电池阵列已广泛应用于家庭、农村、商业和工业等领域，并且在未来的发展中，其应用范围还将不断拓展。

相信在不久的将来，太阳能电池阵列将成为一种热门的清洁能源，在推动能源结构转型的过程中发挥着重要的作用。

光伏发电系统由哪些部分构成？其作用分别是什么？

光伏发电系统由哪些部分构成？其作用分别是什么？光伏发电系统由哪些部分构成,其作用分别是什么,离网型光伏发电系统组成:典型的光伏发电系统主要由光伏阵列、充放电控制器、储能装备或逆变器、负载等组成。

其构成如图所示。

光照射到光伏阵列上，光能转变成电能，光伏阵列的输出电流由于受环境影响，因此是不稳定的，需要经过DC-DC转换器将其转变成稳定的电流后，才能加载到蓄电池上，对蓄电池充电，蓄电池再对负载供电。

如果是并网售电，则不需要蓄电池，而是通过并网逆变器，将直流电流转换成交流电流，并到电网上进行出售。

也就是说，离网型光伏发电系统必须使用到蓄电池储能，而并网型则不一定需要。

控制系统对光伏阵列的输出电压和电流进行实时采样，判断光伏发电系统是否工作在最大功率点上，然后根据跟踪算法，改变PWM信号的占空比，进而控制光伏阵列的输出电压使其工作点向最大功率点逼近。

在蓄电池过充过放控制模块中，当蓄电池电压充电或放电到一定的设定值后，就会自动关闭或打开。

光伏阵列组件光伏发电系统利用以光电效应原理制成的光伏阵列组件将太阳能直接转换为电能。

光伏电池单体是用于光电转换的最小单元，一个单体产生的电压大约为0.45V，工作电流约为20~25mA/cm2，将光伏电池单体进行串、并联封装后，就成了光伏电池阵列组件。

当受到光线照射的太阳能电池接上负载时，光生电流流经负载，并在负载两端建立起端电压，这时太阳能电池的工作情况可以用下图所示的太阳能电池负载特性曲线来表示。

它表明在确定的日照强度和温度下，光伏电池的输出电压和输出电流以及输出功率之间的关系，简称I-V特性和P-V特性。

从图中可以看出，光伏发电系统的特性曲线具有强烈的非线性，既非恒压源也非恒流源。

从其P-V特性曲线可以看出，在日照强度一定的前提下，其输出功率近似于一个开口向下的抛物线。

该抛物线顶点对应的功率即为该日照强度下的P-V曲线的最大功率点，对应的电压称为最大功率点电压。

为了提高光伏发电系统的转化效率，就必须使系统保持运行在P-V曲线最大功率点附近。

第2章光伏电池与光伏阵列

16济南大学物理学院20171021二光照特性温度不变光伏电池在不同日照强度下的输出特性曲线温度不变光伏电池在不同日照强度下的功率曲线17济南大学物理学院20171021三温度特性照度不变光伏电池在不同温度下的输出特性曲线照度不变光伏电池在不同温度下的功率曲线18济南大学物理学院2017102125阴影条件下光伏阵列的输出特性251热斑现象分析19济南大学物理学院2017102120济南大学物理学院20171021当两电流不等的电流源串联时电流大的电流源会向电流小的电流源倒灌电流
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2.4 光伏电池的转换效率及其影响因素
2.4.1 光伏电池的转换效率
光伏电池的转换效率是光伏电池的输出功率P与
投射到电池表面上的全部光功率Pin之比。其值取决于工作点，通常采用效率的最大值作为光伏电
池的效率。
Um Im UmIm 100 %
Pin
SAall
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其中：
qE
IVD I D0 (e AKT 1)
式中，q为电子电荷，1.6×10-19C；K为玻尔兹曼常数，1.38×10-23J/K；A为常数因子（正偏电压大时 A值为1，正偏电压小时为2），E电池电动势。
I DO为光伏电池无光照时的饱和电流
Is
IV
D
R
I
s
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二、光照特性
温度不变，光伏电池在不同日照强度下的输出特性曲线
温度不变，光伏电池在不同日照强度下的功率曲线
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三、温度特性
照度不变，光伏电池在不同温度下的输出特性曲线

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。

太阳能发电系统各单元的工作原理分析

太阳能发电系统各单元的工作原理分析太阳能发电系统主要包括：太阳能电池组件(阵列)、控制器、蓄电池、逆变器、用户即照明负载等组成。

其中，太阳能电池组件和蓄电池为电源系统，控制器和逆变器为控制保护系统，负载为系统终端。

太阳能电源系统太阳能电池与蓄电池组成系统的电源单元，因此蓄电池性能直接影响着系统工作特性。

(1)电池单元:由于技术和材料原因，单一电池的发电量是十分有限的，实用中的太阳能电池是单一电池经串、并联组成的电池系统，称为电池组件(阵列)。

单一电池是一只硅晶体二极管，根据半导体材料的电子学特性，当太阳光照射到由P型和N型两种不同导电类型的同质半导体材料构成的P-N结上时，在一定的条件下，太阳能辐射被半导体材料吸收，在导带和价带中产生非平衡载流子即电子和空穴。

同于P-N结势垒区存在着较强的内建静电场，因而能在光照下形成电流密度J，短路电流Isc，开路电压Uoc。

若在内建电场的两侧面引出电极并接上负载，理论上讲由P-N结、连接电路和负载形成的回路，就有"光生电流"流过，太阳能电池组件就实现了对负载的功率P输出。

理论研究表明，太阳能电池组件的峰值功率Pk，由当地的太阳平均辐射强度与末端的用电负荷(需电量)决定。

(2)电能储存单元：太阳能电池产生的直流电先进入蓄电池储存，蓄电池的特性影响着系统的工作效率和特性。

蓄电池技术是十分成熟的，但其容量要受到末端需电量，日照时间(发电时间)的影响。

因此蓄电池瓦时容量和安时容量由预定的连续无日照时间决定。

控制器控制器的主要功能是使太阳能发电系统始终处于发电的最大功率点附近，以获得最高效率。

而充电控制通常采用脉冲宽度调制技术即PWM控制方式，使整个系统始终运行于最大功率点Pm附近区域。

放电控制主要是指当电池缺电、系统故障，如电池开路或接反时切断开关。

目前日立公司研制出了既能跟踪调控点Pm，又能跟踪太阳移动参数的"向日葵"式控制器，将固定电池组件的效率提高了50%左右。

光伏阵列太阳能电池板方阵安装角度计算和确定

光伏阵列太阳能电池板方阵安装角度计算和确定首先，要计算光伏阵列太阳能电池板的安装角度，首先需要了解当地的纬度。

太阳高度角的计算与地理位置的纬度有关。

太阳高度角是太阳光直射点与地平线之间的夹角，它的大小直接影响光照的强弱。

太阳高度角主要决定了太阳在天空中的位置，从而影响光伏阵列太阳能电池板的接收能力。

安装角度的确定一般采用两种方法：经验法和数学计算法。

经验法是指根据实践经验和统计数据进行角度的确定。

根据经验法，一般认为在主要的夏季和冬季太阳高度最高的时候，太阳平均高度角为纬度减去15度。

而在春季和秋季，太阳的平均高度角为纬度减去5度。

根据这个规律，可以粗略地确定安装角度。

但是这种方法没有考虑到天气等其他因素的影响，所以计算结果不一定非常准确。

数学计算法是更为准确的方法。

数学计算法需要考虑到太阳的高度角和倾斜角之间的关系，以及太阳直射点的位置。

根据正弦和余弦定理，可以计算出最佳安装角度。

首先，根据当地的纬度以及所在位置的太阳直射点位置，可以计算出太阳高度角的最大值和最小值。

太阳高度角计算公式如下：sin(太阳高度角) = sin(纬度) x sin(纬度直射点太阳高度角) + cos(纬度) x cos(纬度直射点太阳高度角) x cos(太阳时角)其中，太阳时角可以通过日历和时钟计算出来。

然后，根据最大和最小太阳高度角，可以计算出相应的太阳能电池板的安装角度。

安装角度可以使用以下公式计算：光伏阵列安装角度=（最大太阳高度角-最小太阳高度角）/2最后，根据计算得到的安装角度，可以调整光伏阵列太阳能电池板的倾斜角度。

需要注意的是，这些计算仅考虑了地理位置和太阳高度角的因素，实际安装中还应该考虑到降雨、积雪等因素的影响。

此外，还要考虑光伏阵列太阳能电池板的朝向和防风措施等因素。

因此，在实际安装时，需要综合考虑所有因素，并灵活调整安装角度。

总结起来，光伏阵列太阳能电池板安装角度的计算和确定需要考虑到当地的纬度、太阳高度角、太阳直射点位置等因素。

光伏组件和阵列组成原理

光伏组件和阵列组成原理光伏组件和光伏阵列是光伏电力系统中的两个重要组成部分。

光伏组件是将光能转换为电能的器件，通常由多个太阳能电池、连接线和外壳组成。

光伏阵列是将多个光伏组件集成在一起形成的系统，可以用来产生更大的电能输出。

光伏组件光伏组件的核心是太阳能电池。

太阳能电池是一种半导体器件，使用光子将光能转换为电能。

太阳能电池的主要材料通常是硅，包括单晶硅、多晶硅和非晶硅。

太阳能电池将光子导入硅晶体中，使得部分原子带上了额外的电子，形成了电势差。

这种电势差可以从电池的正极和负极中输出电能。

通常情况下，许多太阳能电池将被组装成一个光伏组件。

这些太阳能电池通过连接线连接在一起，并被固定在外壳内。

外壳既可以对组件进行保护，又可以将组件固定在所需的位置。

光伏组件不仅可以用于生产电能，还可以用于制造其他产品，例如太阳能热水器和太阳能灯。

光伏阵列光伏阵列是由多个光伏组件连接在一起形成的系统。

光伏阵列可以用来产生更大的电能输出，从几瓦特到数百兆瓦不等。

它们通常被安装在房顶、田野、沙漠等地方，以最大限度地利用太阳能。

布置在一起的光伏组件通过连接线连接起来，并被支架框架固定在所需的位置上。

整个系统需要一个逆变器来将直流电能转换为交流电能，以便用于普通家庭和电网。

光伏阵列的设计需要考虑许多因素，如面积、方向、角度和阴影等。

最好的方向是朝向正南方，倾角应根据所在地区的纬度而定。

阴影可能会降低光伏组件的输出，因此需要选择阴影最少的位置。

此外，光伏阵列的清洁和维护也是重要的，可以通过清洁器具或人工来完成。

总之，光伏组件和光伏阵列是将太阳能转换为电能的重要技术。

通过设计和建造各种大小的光伏电力系统，可以为普通家庭和商业、工业客户提供清洁的能源来源，并为全球环境保护作出贡献。

光伏产业培训资料一———光伏组件知识

光伏太阳能电池组件知识光伏组件（阵列）根据光伏工程安装的需要，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联、并联组装以获得所需要的电压和电流，称为“太阳电池方阵”，也叫“光伏阵列”。

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。

光伏太阳能电池发电系统举例：电工基础中对于电压电流工作情况的解释：短路电流short-circuit current在电路中，由于短路而在电气元件上产生的不同于正常运行值的电流。

电力系统在运行中，相与相之间或相与地（或中性线）之间发生非正常连接（即短路）时流过的电流。

其值可远远大于额定电流，并取决于短路点距电源的电气距离。

例如，在发电机端发生短路时，流过发电机的短路电流最大瞬时值可达额定电流的10～15倍。

大容量电力系统中，短路电流可达数万安。

这会对电力系统的正常运行造成严重影响和后果。

三相系统中发生的短路有4种基本类型：三相短路，两相短路，单相对地短路和两相对地短路。

其中，除三相短路时，三相回路依旧对称，因而又称对称短路外，其余三类均属不对称短路。

在中性点接地的电力网络中，以一相对地的短路故障最多，约占全部故障的90％。

在中性点非直接接地的电力网络中，短路故障主要是各种相间短路。

发生短路时，电力系统从正常的稳定状态过渡到短路的稳定状态，一般需3～5秒。

在这一暂态过程中，短路电流的变化很复杂。

它有多种分量，其计算需采用电子计算机。

在短路后约半个周波（0.01秒）时将出现短路电流的最大瞬时值，称为冲击电流。

它会产生很大的电动力，其大小可用来校验电工在发生短路时机械应力的动稳定性。

短路电流的分析、计算是电力系统分析的重要内容之一。

它设备为电力系统的规划设计和运行中选择电工设备、整定继电保护、分析事故提供了有效手段。

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。

20221021太阳能光伏发电基本介绍

太阳能光伏发电基本介绍一、系统简介光伏发电系统(PV System)是将太阳能转换成电能的发电系统，利用光生伏特效应。

光伏发电系统分为独立太阳能光伏发电系统、并网太阳能光伏发电系统。

其中独立太阳能系统是独立运行的、不需要依赖电网。

配备了有储能作用的蓄电池，可保证系统功率稳定，能在光伏系统夜间不发电或阴雨天发电不足等情况下供给负载用电。

不管何种形式，工作原理均为光伏组件将光能转换成直流电，直流电在逆变器的作用下转变成交流电，最终实现用电、上网功能。

二、系统组成1、光伏组件光伏组件是整个发电系统里的核心部分，由光伏组件片或由激光切割机机或钢线切割机切割开的不同规格的光伏组件组合在一起构成。

由于单片光伏电池片的电流和电压都很小，所以要先串联获得高电压，再并联获得高电流，通过一个二极管（防止电流回输）输出，然后封装在一个不锈钢、铝或其他非金属边框上，安装好上面的玻璃及背面的背板、充入氮气、密封。

把光伏组件串联、并联组合起来，就成了光伏组件方阵，也叫光伏阵列。

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p区流向n区，电子由n区流向p区，接通电路后就形成电流。

其作用是将太阳能转化为电能，并送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。

组件类型：①单晶硅：光电转换率≈18%，最高可达到24%，是所有光伏组件中转换率最高的，一般采用钢化玻璃及防水树脂封装，坚固耐用，使用寿命一般可达25年。

②多晶硅：光电转换率≈14%，与单晶硅的制作工艺差不多，多晶硅的区别在于光电转换率更低、价格更低、寿命更短，但多晶硅材料制造简便、节约电耗，生产成本低，因此得到大力发展。

③非晶硅：光电转换率≈10%，与单晶硅和多晶硅的制作方法完全不同，是一种薄膜式太阳电池，工艺过程大大简化，硅材料消耗很少，电耗更低，它的主要优点是在弱光条件也能发电。

2、控制器（离网系统使用）光伏控制器是能自动防止蓄电池过充电和过放电的自动控制设备。

太阳能发电系统的结构和工作原理解析

太阳能发电系统的结构和工作原理解析太阳能发电是利用电池组件将太阳能直接转变为电能的装置。

太阳能电池组件(Solar cells)是利用半导体材料的电子学特性实现P-V转换的固体装置，在广大的无电力网地区，该装置可以方便地实现为用户照明及生活供电，一些发达国家还可与区域电网并网实现互补。

目前从民用的角度，在国外技术研究趋于成熟且初具产业化的是光伏--建筑(照明)一体化技术，而国内主要研究生产适用于无电地区家庭照明用的小型太阳能发电系统。

1 太阳能发电原理太阳能发电系统主要包括：太阳能电池组件(阵列)、控制器、蓄电池、逆变器、用户即照明负载等组成。

其中，太阳能电池组件和蓄电池为电源系统，控制器和逆变器为控制保护系统，负载为系统终端。

1.1 太阳能电源系统太阳能电池与蓄电池组成系统的电源单元，因此蓄电池性能直接影响着系统工作特性。

(1) 电池单元由于技术和材料原因，单一电池的发电量是十分有限的，实用中的太阳能电池是单一电池经串、并联组成的电池系统，称为电池组件(阵列)。

同于P-N结势垒区存在着较强的内建静电场，因而能在光照下形成电流密度J，短路电流Isc，开路电压Uoc。

若在内建电场的两侧面引出电极并接上负载，理论上讲由P-N结、连接电路和负载形成的回路，就有光生电流流过，太阳能电池组件就实现了对负载的功率P输出。

理论研究表明，太阳能电池组件的峰值功率Pk，由当地的太阳平均辐射强度与末端的用电负荷(需电量)决定。

(2) 电能储存单元太阳能电池产生的直流电先进入蓄电池储存，蓄电池的特性影响着系统的工作效率和特性。

蓄电池技术是十分成熟的，但其容量要受到末端需电量，日照时间(发电时间)的影响。

光伏电池组件阵列布局优化分析

光伏电池组件阵列布局优化分析随着对可再生能源需求的增加，太阳能光伏电池组件的使用已经成为一种趋势。

光伏电池组件阵列布局的优化对于提高太阳能发电效率至关重要。

本文将分析光伏电池组件阵列布局的优化方法，并探讨它对发电效率的影响。

1. 光伏电池组件布局的重要性光伏电池组件布局的优化直接关系到太阳能发电系统的整体性能。

合理的布局可以最大化光伏电池组件的光能利用率，提高发电效率。

而不合理的布局则会造成光能损失，降低发电效率。

因此，了解如何优化光伏电池组件的布局至关重要。

2. 光伏电池组件布局的影响因素光伏电池组件布局的影响因素很多，其中最主要的有以下几点：2.1 光照条件太阳能光伏电池组件需要充分的日照才能正常工作。

因此，在布局时需要考虑光线的入射角度和遮挡物的影响。

合理的布局可以避免阴影和光照不足的问题，提高发电效率。

2.2 空间利用率光伏电池组件通常需要占用一定的空间。

合理的布局可以最大化利用可用的空间，提高光伏电池组件的数量和发电能力。

这要求我们在布局时要充分考虑空间利用率，使每块光伏电池组件能够充分发挥作用。

2.3 温度效应光伏电池组件在工作过程中会产生一定的热量。

过高的温度会降低光伏电池组件的效率。

因此，在布局时需要考虑降低组件之间的热量传递，以减少温度效应带来的损失。

3. 光伏电池组件阵列布局的优化方法在布局光伏电池组件阵列时，有多种方法可以优化其效果。

下面是几种常见的布局优化方法：3.1 方阵布局方阵布局是最常见的光伏电池组件阵列布局方式之一。

在方阵布局中，光伏电池组件按照规定的间距和排列方式排列。

这种布局方式的优点是结构简单，容易布置。

缺点是光阴影相互影响的问题比较明显。

3.2 阶梯布局阶梯布局是一种将光伏电池组件根据地形高低进行错落排列的方式。

这种布局可以最大限度地减少阴影对发电效率的影响，并提供了更高的光能利用效率。

然而，阶梯布局在实际应用中会受到地形和空间限制。

3.3 集中式布局集中式布局是将所有的光伏电池组件集中放置在一个区域内，利用更高效的跟踪系统追踪太阳光的运动，并将光能集中到一个集中式的接收器上。