第六章光伏电池板与系统
第6章 光伏电池板与系统.
2021/7/13
UNSW新南威尔士大学
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§ 6.2.2 电池板的设计 封装的材料
前表面材料
光伏组件的前端表面必须对那些能够被电池吸收的光线保 持高透明度。对于硅太阳能电池，其前端表面必须能透过波 长范围为350nm到1200nm的光。此外，前端表面对光的反 射率必须很低。尽管理论上这些反射可以通过在表面铺上减 反射膜来降低，但是实际上，对于大多数光伏组件所处的环 境来说，这些膜显然还不够耐用。取而代之的，是使表面粗 糙化或进行制绒。然而，这样会使得尘埃和污染物停留在表 面的可能性增大，也没那么容易被风和雨水冲走。这些组件 也因此失去了“自我清洁”的功能，减小反射的优势也迅速 被表面不断增加的污染物所引起的损失给抵消了。
两个串联电池的电流错配 有时会相当严重且非常普遍。 串联的电流受到问题电池的电 流限制。动画中，电池２的输 出电压比电池１的高。
第六章： 光伏电池板与系统
§ 6.1简介 § 6.2电池板设计 § 6.3互联效应 § 6.4温度效应 § 6.5其它问题 § 6.6电池板的寿命
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§ 6.1 简介
一块太阳能电池板是由许多单个太阳 能电池连接而成的，这样能增加功率输出。 电池被封装起来以阻止来自周围环境的破 坏和防止人们触电。然而，电池板设计的 几个方面可能会减少功率输出或者降低使 用寿命。接下来的几节将讨论电池是怎样 被封装到板块里去的，以及讨论由于电池 相互连接和封装而引起的问题。电池互联 系统或阵列系统最主要的影响是：
在动画 中，电池２ 输出的电压 比电池１低。
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§ 6.3.3 互联效应 串联电池的错配
光伏发电系统的工作原理
光伏发电系统的工作原理1.前言随着科技的不断发展，人类对于环境保护的需求越来越强烈，新能源正式因此而得到广泛认可。
其中，光伏发电系统因其独特的工作原理和优良的发电效果备受瞩目。
本文将从光伏发电系统的组成结构，发电原理，发电系统的优缺点等方面进行详细分析和探讨。
2.光伏发电系统的组成结构光伏发电系统主要由光伏电池组成。
光伏电池是将太阳光能转化为电能的一种设备。
光伏电池一般由多个薄片组成，薄片上有很多PN 结，以及导线，当光照射到薄片上时，PN结产生电势，导线则将电流导出，从而达到发电的目的。
在光伏电池制造过程中，最常使用的是硅材料。
硅材料的选用主要是因为硅材料具有很好的光电转换性能，耐高温性能以及抗腐蚀性能。
光伏电池在实际应用中，为了保证其正常工作，需要连接一系列组件，如光伏电池板、逆变器、充放电控制器及其它配件等组成光伏电站，从而实现对整个电网的供应能力。
3.光伏发电系统的发电原理光伏电池的发电原理是光电转换过程。
光进入光伏电池中，通过光伏效应产生电子和空穴，电子和空穴分别运动形成电流，光伏电池工作在零光电流点，其输出随着光照度的增加而线性提高，光照度越大，输出的电能越多。
光伏电池的特性是直流输出，而由光伏发电的最后目的是要交流并且向电网馈电。
这就需要逆变器了。
逆变器的作用是将光伏发电给小直流电转变为交流电，便于向电网配电。
4.光伏发电系统的优缺点4.1.光伏发电系统的优点(1)可再生性：太阳光是一种清洁的再生能源，光伏发电的耗能来源于自然，功率输出无污染。
(2)长寿命：光伏电池可以使用20-25年，电池的使用寿命可以达到30年以上，是非常好的清洁能源。
(3)适用范围广：光伏发电系统可以应用于建筑屋顶、厂房、大型电站、山区以及无法接入现有电网的地区。
(4)减少发电成本：通过大规模光伏电池板的生产企业，光伏发电系统的制造成本已经降低，效率不断提高，光伏发电成本降低越来越多。
4.2.光伏发电系统的缺点(1)受天气影响：光伏发电的最大弊端是我们所熟悉的天气因素。
太阳能光伏发电系统的组成部分
太阳能光伏发电系统的组成部分太阳能光伏发电系统是一种利用太阳能将光能转化为电能的技术。
它由多个组成部分组成，每个部分都在不同程度上发挥着关键作用。
下面将介绍太阳能光伏发电系统常见的组成部分。
第一部分：太阳能光伏电池板太阳能光伏电池板是太阳能光伏发电系统中最关键的组件，它通过在光线下将太阳能转化为直流电能。
光伏电池板通常由硅材料制成，具有多个小型太阳能电池组成的芯片。
光伏电池板的性能直接影响到系统的整体发电效率。
第二部分：逆变器逆变器是太阳能光伏发电系统中不可或缺的组件之一。
逆变器负责将光伏电池板发出的直流电能转换成交流电能，以供家庭或工业用电。
逆变器还可以实现功率调整和电网连接功能，确保太阳能发电系统的稳定运行。
第三部分：电池储能系统（可选）虽然光伏电池板可以将太阳能直接转化为电能，但太阳能并不是一种持续不断的能源源泉。
在夜间或阴天，光伏发电系统无法正常发电。
为了解决这个问题，一些光伏发电系统会安装电池储能系统，将白天获得的电能储存起来，在需要时供电使用。
第四部分：电网连接装置太阳能光伏发电系统可以通过电网连接装置将多余的电能输送到电网中。
当太阳能发电系统产生的电能超过使用需求时，电网连接装置可以将多余的电能供应给周围的电网。
反之，当太阳能发电系统无法满足需求时，电网连接装置可以从电网中获取所需的电能。
第五部分：监控系统为了确保太阳能光伏发电系统的正常运行，监控系统是必不可少的。
监控系统可以实时监测光伏电池板的发电情况、逆变器的工作状态、电池储能系统的电量等重要参数。
一旦出现故障或异常，监控系统将及时发出警报，以便及时进行维修和优化。
总结：太阳能光伏发电系统的组成部分包括太阳能光伏电池板、逆变器、电池储能系统、电网连接装置和监控系统等。
这些部分相互配合，使得太阳能光伏发电系统能够高效地将太阳能转化为电能，并满足家庭或工业用电需求。
随着科技的进步和创新，太阳能光伏发电系统的各个组成部分也在不断发展和完善，为可持续能源的利用提供了更广阔的前景。
光伏电池板与系统课件
光伏电池板材料与制造工艺
材料 制造工艺
CHAPTER
光伏系统组成与设计
光伏系统的基本构成
光伏电池板
。
逆变器
储能设备 控制系统
光伏系统的设计原则
01
高效性
最大化太阳能转换效率，降低能源 损失。
经济性
在满足性能要求的前提下，降低系 统成本。
03
02
可靠性
确保系统在各种环境条件下稳定运 行，提高设备寿命。
针对性能对比分析结果，提出针对性 的优化方案，提高光伏系统的性能和 效率。
改进建议
针对常见问题，提出相应的解决方案 和预防措施，提高系统的稳定性和可 靠性。
WATCHING
安全性
确保系统在极端情况下不会对人员 和设备造成伤害。
04
光伏系统的优化设计
优化布局
储能设备选择与配置
最大功率点跟踪 并网技术
CHAPTER
光伏电池板的应用场景
家庭光伏系 统
家庭屋顶光伏系统
便携式光伏系 统
为户外活动或应急情况设计的便携式 光伏系统，可为手机、照明等设备充电。
商业光伏系统
建筑集成光伏（BIPV） 光伏电站
政策与市场环境
光伏产业政策调整、国际贸易保护主 义抬头等对产业发展带来不确定性。
技术发展趋势与展望
高效能转换
智能电网与储能技术
多能互补与综合能源系统
数字化与智能化
政策环境与市场机遇
政策支持
各国政府纷纷出台政策，鼓励光伏产业发展， 推动清洁能源转型。
市场需求增长
随着环保意识的提高和可再生能源需求的增 加，光伏市场有望持续增长。
国际合作与贸易机会
加强国际合作，推动光伏技术和产品的国际 贸易。
光伏系统介绍ppt课件
器不匹配的情况，最大程度增加了发电量。
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组串式逆变器MPPT电压范围宽，一般为 250-800V，组件配置更为灵活。在阴雨天， 雾气多的部区，发电时间长。
组串式并网逆变器的体积小、重量轻，搬 运和安装都非常方便，不需要专门的配电 室，在各种应用中都能够简化施工、减少 占地，直流线路连接也不需要直流汇流箱 和直流配电柜等。
光伏电缆是连接精电品课件池组件MC4插头到逆 2
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PV1-F 1*4mm2
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2、光伏防雷汇流箱
光伏防雷汇流箱也叫太阳能汇流箱。在 太阳能光伏发电系统中，为了减少太阳能 光伏电池阵列与逆变器之间的连线使用的 设备叫做光伏防雷汇流箱。
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3、逆变器
逆变器机房安装部署困难、需要专用的机 房和设备。
集中式并网逆变系统中，组件方阵经过两 精品课件
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（3）组串式逆变器优点
组串式逆变器采用模块化设计，每个光伏 串对应一个逆变器，直流端具有最大功率
跟踪功能，交流端并联并网，其优点是不
受组串间模块差异，和阴影遮挡的影响，
同时减少光伏电池组件最佳工作点与逆变
集中式并网逆变系统中组件方阵经过两次汇流到达逆变器逆变器最大功率跟踪组串式逆变器采用模块化设计每个光伏串对应一个逆变器直流端具有最大功率跟踪功能交流端并联并网其优点是不受组串间模块差异和阴影遮挡的影响同时减少光伏电池组件最佳工作点与逆变器不匹配的情况最大程度增加了发电量
光伏发电系统介绍
一、什么是光伏发电系统
时，总谐波会迭加。而且较难抑制。
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光伏系统设计方案
光伏系统设计方案一、系统的组成部分：1.光伏电池板：负责将太阳能光转化为直流电能的关键部件。
2.逆变器：将直流电转化为交流电，并输出到电网或直接供电给负载设备。
3.支架与跟踪系统：用于安装和支撑光伏电池板，并根据太阳光角度进行精确跟踪，提高光伏电池的发电效率。
4.电池储能设备：可选部件，用于储存多余的电能，以便在夜间或低光照条件下供电。
二、工作原理及关键技术：当太阳能光照射到光伏电池板上时，光子的能量被电池中的半导体材料吸收，并激发出电子-空穴对。
这些电子-空穴对产生微弱的电流，通过连接在电池板上的金属导线流动，形成直流电。
逆变器将直流电转化为交流电，并通过电网输送到负载设备上供电。
关键技术包括：1.光伏电池的材料选择：常见的光伏电池材料包括单晶硅、多晶硅、非晶硅、铜铟镓硒等。
在选择材料时，需要考虑电池的效率、成本和可靠性等因素。
2.光伏电池板的布局和朝向选择：为了最大化发电效率，光伏电池板应以合适的角度安装，使其能够充分接收到阳光。
3.跟踪系统的设计：通过跟踪系统，可以实现光伏电池板在整个日照周期内始终朝向太阳光，提高发电效率。
4.逆变器的设计：逆变器是将直流电转化为交流电的关键设备，其设计需要考虑电能质量、输出功率和效率等因素。
三、系统设计原则：1.综合整体效益：在设计过程中，要综合考虑系统的发电效率、经济性以及环保性，以实现最佳的整体效益。
2.合理匹配电池板和逆变器：在选择光伏电池板和逆变器时，要考虑其功率、电压和电流等参数，以确保匹配并提高系统的效率。
3.安全可靠：系统设计中要考虑对系统的保护措施，如过电流保护、过温保护和防雷保护等，以确保系统的安全运行。
4.可维护性：尽量选择可靠性高、维护成本低的设备，并合理布局，方便检修和维护。
总之，光伏系统设计方案是将太阳能光转化为电能的关键步骤。
通过合理选择光伏电池板、逆变器和跟踪系统，并遵循安全可靠、经济环保的设计原则，可以实现高效发电，并为可持续发展做出贡献。
光伏系统结构
光伏系统结构光伏系统是一种利用太阳能将光能转换为电能的系统。
它包括多个组成部分，以下是典型光伏系统的结构：1. 光伏电池板（Photovoltaic Modules）：这是光伏系统的核心部件，通常由多个太阳能电池组成。
太阳能电池通过光伏效应将阳光转换为直流电能。
2. 支架结构（Mounting Structure）：用于支撑和安装光伏电池板的结构，通常安装在屋顶、地面或其他合适的位置，以最大程度地接收阳光。
3. 逆变器（Inverter）：光伏电池板产生的电能是直流（DC）的，而大多数家庭和商业用电设备使用交流（AC）电能。
逆变器的作用是将直流电转换为交流电。
4. 电池储能系统（Battery Storage System）：用于存储多余的电能，以便在太阳能不可用时供电。
这对于解决夜间或多雨天等时段的电能需求很重要。
5. 电表（Meter）：用于测量系统产生的电能以及通过逆变器输入电网或从电网获取的电能。
这是为了监控光伏系统的性能和电能的流动。
6. 电网连接（Grid Connection）：光伏系统通常与电网连接，可以将多余的电能卖给电网，或在需要时从电网购买电能。
这种连接方式称为“光伏并网”。
7. 监测系统（Monitoring System）：用于实时监测光伏系统的性能，包括电能产生、储能系统状态、电网连接状态等，以便及时发现并解决问题。
8. 控制系统（Control System）：管理和控制光伏系统的运行，确保各个组件之间的协调和优化系统性能。
这些组件共同构成了光伏系统的整体结构。
随着技术的发展，光伏系统的设计和组件可能会有所变化，以适应不同的应用和需求。
小学科学光伏发电系统(课件)新青岛版六年级科学上册
小学科学光伏发电系统（课件）新青岛版六年级科学上册光伏发电系统的课件光伏发电系统是一种利用太阳能将光能转化为电能的装置。
它由太阳能电池板、电池组、逆变器和电网组成。
本文将详细介绍小学科学光伏发电系统的原理、组成和应用。
一、光伏发电系统的原理光伏发电系统的核心部件是太阳能电池板。
它由许多太阳能电池单元组成，每个单元都能将太阳光转化为电能，多个单元连接在一起可以增加电能输出。
当太阳光照射到太阳能电池板上时，光能被吸收并被转化为电能。
这个过程称为光伏效应。
二、光伏发电系统的组成1. 太阳能电池板：太阳能电池板是光伏发电系统的主要组成部分。
它由许多太阳能电池单元组成，多个单元可以连接在一起形成电池阵列。
每个太阳能电池单元都由两层硅片组成，当太阳光照射到单元上时，硅片之间的电场会产生电流。
2. 电池组：电池组用于储存太阳能电池板产生的电能。
在白天阳光充足时，电池组会将多余的电能储存起来，在夜晚或阴天时供给给电网或其他用电设备使用。
3. 逆变器：逆变器用于将直流电转化为交流电。
太阳能电池板产生的电能是直流电，而大多数家庭和工业用电设备使用的是交流电。
逆变器起到将直流电转化为交流电的作用，以便供给给电网或其他用电设备使用。
4. 电网：电网是光伏发电系统的最终输出目标。
太阳能电池板产生的电能可以通过逆变器直接供给给电网使用，也可以先存储在电池组中再供给给电网使用。
当光伏发电系统产生的电能超过了需要，多余的电能可以通过电网卖给电力公司。
三、光伏发电系统的应用1. 家庭用电：光伏发电系统可以安装在家庭屋顶上，利用太阳能为家庭供电。
这种方式不仅可以减少家庭的用电费用，还能减少对传统电网的依赖，达到绿色环保的目的。
2. 农业灌溉：在农业领域，光伏发电系统可以用于灌溉。
通过将太阳能电池板安装在农田上，可以利用太阳能为灌溉水泵供电，使农田得到足够的水源供给。
3. 道路照明：光伏发电系统可以用作道路照明设备的供电来源。
通过将太阳能电池板安装在路灯杆上，可以利用太阳能为路灯供电，降低能源消耗。
太阳能光伏发电系统原理与实践
太阳能光伏发电系统原理与实践太阳能光伏发电系统是一种利用太阳能转化为电能的系统。
它由光伏电池板、逆变器、电网连接和储能设备等多个组件组成。
光伏电池板是系统的核心部件，负责将太阳能转化为直流电能。
逆变器负责将直流电转化为交流电，并将其传输到电网或用于自用。
储能设备可以将多余的电能储存起来，以供夜间使用。
太阳能光伏发电系统的工作原理是：当太阳光射到光伏电池板上时，光能被光伏电池板吸收并转化为电能。
光伏电池板由许多具有特殊半导体材料的太阳能电池组成。
当太阳光射到光伏电池上时，光子激发电池中的电子，使其跃迁到导带中，从而形成直流电。
光伏电池板通常由硅材料制成，硅是一种半导体材料，具有良好的光电转换性能。
光伏电池板的前面涂有抗反射涂层，以减少光能的反射损失。
光伏电池板的后面涂有金属电极，用于收集电流。
逆变器是太阳能光伏发电系统中的另一个重要组件。
它的作用是将直流电转换为交流电。
在城市电网接入的情况下，逆变器将交流电输送到电网。
如果没有外部电网，逆变器可以将交流电供给自己使用或储存到电池中。
太阳能光伏发电系统的实践包括系统设计、安装和维护等步骤。
首先，需要确定系统的发电需求和可用的太阳能资源。
然后，根据需求和资源情况，设计系统的容量和组件配置。
安装时，需要安装光伏电池板、逆变器和支架等组件，并进行电气连接和调试。
最后，定期检查和维护系统的运行状态，以确保系统的正常工作和高效发电。
太阳能光伏发电系统具有许多优点。
首先，太阳能是一种清洁、可再生的能源，使用太阳能光伏发电系统可以减少对传统化石燃料的依赖，降低环境污染。
其次，太阳能光伏发电系统的维护成本相对较低，只需定期清洁和检查组件即可。
此外，太阳能光伏发电系统可以分布式布局，将发电设备直接安装在需要用电的地方，减少输电损耗。
最后，太阳能光伏发电系统可以提供独立的电力供应，适用于偏远地区或电网不稳定的地区。
总结起来，太阳能光伏发电系统是一种可持续发展的能源解决方案。
第7章 光伏电池板与系统-1
&6.4.2
温度效应-光伏组件的热生成
影响组件的热生成的几个因素包括：
•组件表面的反射
•组件所处的工作点 •组件中没有被电池片占据的空白部分对阳光的吸收
•组件或电池对低能光（红外光）的吸收
•太阳能电池的封装密度
表面反射
被组件表面反射出去的光对电能的产生没有贡献。这 些光也被看作是能量损失的因素，因此要尽量减少。
&6.3.1
互联效应-组件电路的设计
一块单晶硅电池的电池电流：30~36mA/cm2。单晶硅电池的面积通常为
100cm2，则总的输出电流大约为3.5A。
组件的输出电流和电压并不受温度的影响，但却容易受组件的倾斜角度的影响。
光伏组件的IV曲线的形状将和单个电池的形状相同，电路的方程为：
qVT /N I T MI L - MI O exp - 1 nkT
&6.3.2
互联效应-错配效应
由错配造成的影响和电能损失大小决定于： 光伏组件的工作点 电路的结构布局 受影响电池的参数
一个电池与其余电池在IV曲线的上任何一处的差异都将引起错配损耗。严重
的错配通常都是由短路电流或开路电压的差异所引起的。
&6.3.2
互联效应-错配效应
.
理想太阳能电池和非理想太阳能电池的比较。
&6.4.4
温度效应-电池的额定工作温度
组件与外部环境的温度差随着太阳光照强度的增加而变大
低封装密度和低热阻抗的背表面能够使组件温度降低5°C。 热传导和热对流都很容易受到光伏组件安装条件的影响。当组件背面不能
与外界环境传输热量时（比如，电池组件直接安放在地面上，中间不留有
空隙），其热阻抗可能为无限大。类似的，在这种安装条件下，组件表面 的热对流也将受到限制。因此，当光伏组件安装在屋顶时，组件温度通常
第六章太阳能光伏ppt课件
（6）接地类型和要求 在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 1、防雷接地，接地电阻小于30Ω； 2、安全保护接地，系统外壳全部接地； 3、共用一组接地；
4、防雷接地应单独一组接地，离公共地线3 在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 米以上。
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
5、蓄电池选型 在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么
逆变器技术参数：
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
（5）在系统回路上逐级加装防雷器件 在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费：
6.1.2 在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么
太阳能发电系统的组成和原理
太阳能发电系统的组成和原理太阳能是一种无限可再生性的清洁能源，因此被广泛应用于发电系统中。
太阳能发电系统可以分为三个部分：光伏电池板、光伏逆变器和储能装置。
一、光伏电池板光伏电池板是太阳能发电系统的核心部分，由若干个太阳能电池组成。
光伏电池是利用光的能量将太阳能转换成电能的一种半导体器件。
在光线的照射下，光伏电池板中的光伏电池会产生电压和电流。
典型的光伏电池板是由硅、镓等材料制成，可以提供相对较高的开路电压和工作电流。
二、光伏逆变器光伏逆变器是将直流电转换成交流电的关键装置，是太阳能发电系统的必备部件。
在光伏电池板将太阳能直接转化为直流电之后，光伏逆变器可以将直流电转化为符合交流电要求的电压和频率。
这种技术被称为电源逆变技术，可以保证电力系统的稳定运行，并将太阳能发电系统连接到公共电力网中，实现能源互联。
三、储能装置储能装置用于将太阳能发电系统产生的电能进行储存，供出现能源短缺时使用。
目前储能装置主要包括钠硫蓄电池、铅酸蓄电池、锂离子电池和超级电容器等。
太阳能发电系统生产的电力在白天光照充足的时候会被储存在储能装置中，在夜间或天气不好时可以使用这些电量。
太阳能发电系统的原理是基于光电效应，将太阳所辐射的光能转化为电能。
光伏电池板可以将太阳的光能够转化为光电流，回路电压与光照强度成正比。
在太阳光照比较强烈时，光伏电池板生成的光电流也相对较大，逆变器将直流电转化为交流电后储存在储能装置中。
当环境光照下降或消失时，光伏电池板生成的光电流也变小或者完全停止，逆变器也不再输出电流，此时储能装置开始为用户供电，保障能源的连续性供应。
总的来说，太阳能发电系统是一种环保、可再生的清洁能源，具有广泛应用的前景。
随着科技的不断进步和技术的日益成熟，太阳能发电系统的发展前景将变得更加广阔。
未来，太阳能发电系统将成为世界各国普及的一种绿色能源。
太阳能光伏电源系统的原理及组成
太阳能光伏电源系统的原理及组成太阳能光伏电源系统是一种利用太阳能转化为电能的系统。
它基于光电效应原理，利用光伏发电技术将太阳能转化为直流电能，再通过逆变器将直流电转换为交流电，供应给家庭、工业和商业等领域使用。
该系统由太阳能光伏电池板、充电控制器、电池组、逆变器和配电系统等组成。
太阳能光伏电池板是太阳能光伏电源系统的核心部件，它由光伏电池组成。
光伏电池是一种将太阳能转化为直流电能的半导体材料，常见的有单晶硅、多晶硅、铁硅等材料。
当阳光照射到光伏电池上时，光子的能量会激发电池中的电子，形成电场。
经过电池两端的导线，可以得到一定的直流电能。
充电控制器是太阳能光伏电源系统的重要组成部分，它主要起到控制电池充电和放电的作用。
充电控制器具有过充保护、放电保护、短路保护和过载保护等功能，可以确保电池的正常工作状态。
同时，充电控制器还可以对太阳能光伏电池板进行最大功率点追踪，以提高系统的电能转化效率。
电池组是太阳能光伏电源系统的储能装置。
在白天，当太阳能光伏电池板发电量超过负载需求时，多余的电能会被储存在电池组中。
在夜晚或阴天，当太阳能光伏电池板的发电量不足以满足负载需求时，电池组会释放储存的电能，供应给负载使用。
目前常用的电池组有铅酸蓄电池、锂离子电池等。
逆变器是太阳能光伏电源系统的关键设备，它主要负责将直流电转换为交流电。
逆变器具有稳压、稳频、峰值电压调整等功能，可以将直流电能转换为满足负载需求的交流电能。
逆变器的输出功率一般要与负载需求匹配，以确保系统的正常运行。
配电系统是太阳能光伏电源系统的最后一部分，它负责将逆变器输出的交流电能分配给各个负载。
配电系统包括配电箱、电线和开关等设备，可以将电能送达到各个用电设备，满足用户的电能需求。
总的来说，太阳能光伏电源系统的原理是利用光电效应将太阳能转化为电能，并通过充电控制器、电池组、逆变器和配电系统等设备实现电能的储存和供应。
该系统的组成部分都起到重要的作用，确保太阳能光伏电源系统的高效、稳定和可靠运行。
第六章 光伏发电系统中的电能变换技术
a)
b)
• 因此，为减少DC-AC变换时的交流输出谐波，可以考虑采 用方波变换叠加以增加输出交流波形的输出电平数 。
2. 阶梯波变换方式
• 由于这种多电平输出的交流波形形似阶梯波形，因此采 用方波叠加的DC-AC变换方式成为交流阶梯波变换。
u Um
U5 '
阶梯波
U4'
U3 '
正弦波
π
U2'
o
U1 '
第六章 光伏发电系统中的电能 变换技术
2012.5
太阳能发电系统的控制
• • • • 光伏发电系统所发出的电能为直流电能； 供电稳定性相对较差； 光伏电压受光照等环境影响； 独立光伏系统配置蓄电池等储能装置；
Hale Waihona Puke 两大任务：控制和变换控制器 太阳能电池阵列 － ＋ 蓄电池组
电力电子 变换器
负载
直流负载
DC/AC逆变器
电抗器
电网
～
DC/DC变换器
太阳能电池阵列 蓄电池
驱动电路
变压器
PWM控制器
MPPT工作原理
MPPT本质上是一个寻优过程。通过测量电压、电流和 功率，比较它们之间的变化关系，决定当前工作点与峰值点 的位置关系，然后控制电流（或电压）向当前工作点与峰值 功率点移动，最后控制电流（或电压）在峰值功率点附近一 定范围内来回摆动。
• 占空比δ及时间比率控制法“TRC方法”
ton ——开关S的导通时间； toff ——开关S的关断时间； Ts＝ton＋toff ——变换电路周期；
δ—— 变换电路的工作率或占空比。
=
ton Ts
• 脉冲宽度调制方式：改变 ton，Ts不变；
光伏发电系统的运行和维护
光伏发电系统的运行和维护光伏发电系统是一种利用太阳能将光能转化为电能的设备，是目前可再生能源领域最为成熟和重要的一种技术。
随着环保意识的提高和技术的进步，光伏发电系统在全球范围内得到了广泛的应用。
而对于光伏发电系统的运行和维护，不仅关乎能源利用效率，也关系到设备寿命和安全。
下面就来探讨一下光伏发电系统的运行和维护。
一、光伏发电系统的运行1. 环境条件光伏发电系统对环境条件有一定的要求，一般来说，对于光照条件，光伏发电系统需要在充足的阳光下进行工作，所以系统的安装位置需要充分考虑日照情况。
温度也是影响光伏发电效率的因素，通常来说，光伏电池的工作温度在25℃左右，当温度过高或过低时都会影响发电效率，所以要尽量选择温度适宜的环境进行安装。
2. 设备运行光伏发电系统主要由光伏电池板、逆变器、支架等部分组成，正常的运行需要这些部分都能正常工作。
光伏电池板在正常情况下会受到阳光的辐射，产生电能，而逆变器则负责将直流电转化为交流电，同时需要对系统的运行情况进行监测。
支架则是光伏电池板的支撑装置，需要经常检查是否有损坏或者松动。
3. 发电效率光伏发电系统的发电效率与多方面因素有关，包括环境条件、设备质量、安装角度等。
一般来说，为了提高发电效率，可以选择优质的光伏电池板，并合理安装角度和方向，以充分利用阳光资源。
1. 清洁保养光伏电池板是直接受到阳光辐射的部分，长时间的使用会导致板面积累积灰尘、鸟粪等杂质，从而影响发电效率。
定期对光伏电池板进行清洁保养是非常重要的，一般来说，每季度进行一次清洁即可。
需要注意的是，清洁时要选择合适的清洁剂和工具，避免对光伏电池板造成损害。
光伏发电系统的各个部分都需要进行定期的设备检查，包括逆变器、支架等。
检查时需要注意是否有组件松动、腐蚀等现象，以及是否存在电气连接问题。
若发现问题需要及时进行修理或更换。
3. 数据监测光伏发电系统的运行情况需要进行数据监测，包括发电量、电压、电流等参数。
光伏系统方案
光伏系统方案简介光伏系统是一种利用太阳能将光线直接转化为电能的系统。
随着对可再生能源需求的增加，光伏系统的应用越来越广泛。
该文档将介绍光伏系统的工作原理、组成部分和应用场景，并提供一些实施方案和建议。
工作原理光伏系统的工作原理基于光电效应。
当太阳光照射到光伏电池上时，光线的能量会激发电池中的电子，使其产生电流。
光伏电池通常由多个薄片组成，每个薄片都包含正负极，形成一个回路。
当阳光照射到电池上时，电子从负极流向正极，产生电流。
组成部分光伏系统主要由以下组成部分构成：1.光伏电池板：负责将阳光能量转化为电能的核心组件。
2.逆变器：负责将直流的太阳能电能转化为交流电能，以便供电给家庭或工业设备。
3.电池组：光伏系统可能还包括电池组，用于储存白天收集到的太阳能，以便在夜间或云雨天供电。
4.支架和安装系统：用于固定和安装光伏电池板的支架和安装系统。
应用场景光伏系统可以广泛应用于以下场景：1.住宅：光伏系统可以安装在屋顶上，为住宅供应电力。
这种系统通常会与电网连接，使之既可以使用太阳能发电，又可以从电网获取电力。
2.商业建筑：商业建筑通常有更大的屋顶面积，可以安装更多的光伏电池板，以满足更大的电力需求。
商业光伏系统还可以获得政府的补贴和税收减免。
3.农村地区：许多农村地区缺乏可靠的电网供电。
光伏系统可以为这些地区提供可靠、清洁的能源供应。
4.远程地区：在某些偏远地区，光伏系统是唯一的可行的发电选择。
光伏系统可以为这些地区提供可靠的能源供应，从而改善居民的生活质量。
实施方案与建议在设计和部署光伏系统时，以下是一些实施方案和建议可以考虑：1.选址和朝向：选择光伏电池板安装的位置和朝向至关重要。
确保能够获得尽可能多的太阳能，并确保不会受到阴影的影响。
2.容量计算：根据需要计算系统的容量。
这涉及到考虑家庭或工业设备的用电量，以及太阳能资源的可利用性。
3.投资回报分析：进行投资回报分析，确定光伏系统的投资回报期。
考虑到组件和安装等成本，确保系统投资是合理的。
光伏发电系统资料ppt
产业规模庞大
我国光伏发电产业规模全球第一，拥有完整的产业链和产业集群。
政策大力支持
我国政府对光伏发电产业给予政策支持，推动产业快速发展。
广泛应用前景
光伏发电系统在能源、建筑、交通等领域有广泛应用前景。
01
03
02
光伏发电技术将继续创新，提高电池转换效率和稳定性，降低成本。
光伏发电技术的发展趋势与创新方向
介绍了安全防护设计的必要性，包括防雷、接地、过欠压保护等措施，以确保系统的稳定性和安全性。
讨论了如何通过优化系统配置和采用低能耗设备来降低系统的能耗水平，提高系统的效率。
总结词
本文档分享了一些光伏发电系统的安装调试经验，对于类似项目的实施有一定的借鉴意义。
安装施工要点
讨论了安装施工过程中需要注意的要点，包括电池板和逆变器的安装方式、电缆连接和固定、监控设备的安装等。
光伏发电系统的组成与工作原理
住宅用电
适用于居民住宅、别墅、宿舍等独立建筑物的用电需求。
工业用电
适用于工厂、矿山、港口等工业企业的用电需求。
商业用电
适用于商场、酒店、写字楼等商业建筑的用电需求。
农业应用
适用于太阳能灌溉、农村用电等应用领域。
公共设施
适用于路灯、交通信号灯、城市亮化等公共设施的用电需求。
03
选择合适的光伏电池类型
根据应用场景和系统需求，选择适合的光伏电池类型。
确定光伏电池的数目和排列
根据系统功率需求和场地条件，确定光伏电池的数目和排列方式。
优化光伏电池的倾角和方向
通过调整光伏电池的倾角和方向，提高系统的能量接收效率。
光伏电池阵列的设计
储能系统的设计
确定储能装置的容量
第六章光伏并网发电安全系统设计 《太阳能光伏并网发电系统设计与应用》课件
间的安装距离是5m。
11/4/2020
北京建筑大学 李英姿
23
第一节 防雷系统设计
五、电磁脉冲防护 1. 电磁脉冲防护（LEMP）
目前常采用的防护措施主要有等电 位连接、屏蔽和加装电涌保护器。
太阳电池板的四周铝合金边框和金 属支架、控制器、汇流箱、逆变器的金 属外壳、金属管（槽）、线缆的金属屏 蔽层及接闪带等应采取良好的等电位连 接措施。
（2）机房进、出线处属于LPZ1区，做等电位连接，采取屏蔽措施，均增设防雷隔离 箱，内装浪涌保护器，防止感应雷。
（3）交直流配电柜内属于LPZ2区。直流配电柜应加装直流断路器、防反二极管、光 伏专用浪涌保护器；交流配电柜同样要加装光伏浪涌保护器和断路器。
（4）大型逆变器属于LPZ2区，在逆变器的每路直流输入端装设浪涌保护装置（SPD）。
（1）110kV升压站设置独立接闪杆，建筑物屋顶女儿墙上敷设接闪带；变压器已在接 闪杆保护范围内，可不另设直击雷保护。
（2）在升压站110kV侧及35/10kV侧应适当配置氧化锌避雷器减少雷电侵入波过电压。
（3）110kV升压站按复合接地网设计，水平接地体为网络状，兼做均压带，水平接地 体镀锌扁钢50mm×6mm，垂直接地体镀锌角钢50mm×5mm。
（5）通信设备应加装单独浪涌保护器，其天线处于LPZOA区，要加装天馈线浪涌保护 器。浪11/涌4/20保20 护器可加装在UPS前端（大容北京量建筑U大P学S往李英往姿 加装SPD），通流容量≥150kA。28
第一节 防雷系统设计
4. 升压站的防雷
10kV直接上网，在电站第一级出线电杆处加装断路器和浪涌保护器。
第III级保护为串联式限压型浪涌保 护器，其雷电通流容量不应低于10kA。
光伏发电系统介绍课件
2. 检查所有组件和电缆的连 接，紧固松动部分。
3. 对逆变器和控制器等进行 定期检查和维护。
常见故障与排除方法
故障一
光伏板性能下降
故障二
逆变器无法正常工作
排除方法
检查光伏板表面是否清洁，如有污垢或积 灰，及时清理；检查光伏板是否有损坏或 老化现象，如有需要更换。
排除方法
检查逆变器的输入和输出电压是否正常； 检查逆变器的散热系统是否正常；检查逆 变器的控制电路是否正常。
光伏发电系统的应用场景
分布式发电
移动式电源
分布式光伏发电系统适用于居民屋顶、 工业园区、商业建筑等场所，可满足 用户自用或并网发电的需求。
移动式光伏发电系统适用于野外作业、 应急救援等领域，可为设备提供可再 生能源供电。
集中式电站
集中式光伏电站适用于荒漠、山地等 大面积开阔地，可实现大规模并网发 电。
化。
未来发展趋势
技术进步
随着技术的不断进步，光伏组件的效率和可靠性将进一步 提高，成本也会进一步降低。
储能技术的结合
随着储能技术的成熟，光伏发电系统将更好地解决天气依 赖性问题，实现24小时不间断供电。
智能电网建设
结合智能电网技术，可以实现光伏发电系统的远程监控和 调度，提高供电的稳定性和可靠性。
1 2
加强政策支持
政府可以通过提供税收优惠、补贴和贷款等政策 支持，鼓励更多的人和企业投资光伏发电系统。
推进技术创新
通过技术创新提高光伏组件的转换效率和降低成 本，可以进一步提高光伏发电系统的经济效益。
3
加强宣传教育
加强对光伏发电系统的宣传教育，提高公众对光 伏发电系统的认知度和接受度，从而更好地发挥 其社会效益。
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和背面都能够接收光的照射。在双面电池组件中的前表面
和背表面都应该保持良好的光透性。
2018/11/15 应用光伏学 8
§ 6.2.2 电池板的设计 封装的材料
框架
电池组件的最后一个结构组成部分是组件的边界或框架。 传统的光伏组件通常由铝制成，框架结构应该是平滑无凸起 状的，否则会导致水、灰尘或其它异物停留在上面。
4
§ 6.2.2 电池板的设计 封装的材料
前表面材料
光伏组件的前端表面必须对那些能够被电池吸收的光线保持高透明 度。对于硅太阳能电池，其前端表面必须能透过波长范围为 350nm 到 1200nm的光。此外，前端表面对光的反射率必须很低。尽管理论上这些 反射可以通过在表面铺上减反射膜来降低，但是实际上，对于大多数光伏
电流却决定于单个太阳能电池的尺寸大小和它们的转换效率 。在
AM1.5和最优倾斜角度下，商用电池的电流密度大约在30mA/cm2 到36mA/cm2之间。 单晶硅电池的面积通常为 100cm2 ，则总的输出电流大约为 3.5A。多晶硅电池组件的电池片面积更大但电流密度较低，因此输 出自这些组件的短路电流通常为4A左右。 但是，多晶硅电池的面积可以有多种变化，因此电流也可以有 多种选择。组件的输出电流和电压并不受温度的影响，但却容易受
其中含铁量低的玻璃是使用最广泛的，因为它成本低、 强 度好、稳定、高度透明、不透水不透气同时还有自我清洁功能。
2018/11/15 应用光伏学 6
§ 6.2.2 电池板的设计 封装的材料
密封层
密封材料是用来粘附组件中的太阳能电池、前表面和背 面的。密封材料应该在高温和强紫外线照射下保持稳定。当 然，材料还应该有良好的光透性和低热阻抗。EVA是最常使
第六章： 光伏电池板与系统
§ 6.1简介 § 6.2电池板设计 § 6.3互联效应 § 6.4温度效应 § 6.5其它问题 § 6.6电池板的寿命
2018/11/15 应用光伏学 1
§ 6.1
简介
一块太阳能电池板是由许多单个太阳能 电池连接而成的，这样能增加功率输出。电 池被封装起来以阻止来自周围环境的破坏和 防止人们触电。然而，电池板设计的几个方 面可能会减少功率输出或者降低使用寿命。 接下来的几节将讨论电池是怎样被封装到板 块里去的，以及讨论由于电池相互连接和封 装而引起的问题。 电池互联系统或阵列系统最主要的影响是： • 不匹配的电池之间的互联引起的损耗 • 电池板的温度 • 电池板的故障模式
圆形电池和方形电池的封装密度。
2018/11/15 应用光伏学
白色的背表面
10
§ 6.2.3 封装密度
电池板的设计
当组件中电池排列较稀疏时，露出的空白背面同样能够少 量增加电池的输出，因为“零深度聚光”效应的影响，如下图 所示。一些射入到电池与电池之间的空白区域和射到电极上的 光，被散射后又传到电池表面。
组件的倾斜角度的影响。 2018/11/15
应用光伏学
14
§ 6.3.1. 互联效应 组件电路的设计
如果组件中的所有太阳能电池都有相同的电特性，并处在 相同的光照和温度下，则所有的电池都将输出相等的电流和电 压。在这种情况下，光伏组件的IV曲线的形状将和单个电池的 形状相同，只是电压和电流都增大了。则此电路的方程为： q VT /N IT M I L -M IO exp -1 nkT 式中， N 表示串联电池的个数， M 为并联电池的个数， IT 为电路的总电流，VT电路的总电压，Io是单个电池的饱和电流， IL是单个电池的短路电流，n是单个电池的理想填充因子， 而 q、k和T则为常数。
2018/11/15 应用光伏学 20
§ 6.3.3 互联效应 串联电池的错配
串联电池的开路电压错配
串联电池的开路电压错配是一种比较不严重的错配类型。 正如下面动画所展示的那样，在短路电流处，光伏组件输出的 总电流是不受影响的。而在最大功率点处，总的功率却减小了， 因为“问题”电池产生的能量较少。因为两个电池是串联起来 的，所以流经两个电池的电流是一样的，而总的电压则等于每 个电池的电压之和。
在不同的条件下造成的。在工作条件相同的情况下，错配损耗是一
个相当严重的问题，因为整个光伏组件的输出是决定于那个表现最 差的电池的输出的。例如，在一块电池片被阴影遮住而其它电池则
没有的情况下，由那些“好”电池所产生的电能将被表现差的电池
所抵消，而不是用于驱动电路。这反过来还可能会导致局部电能的 严重损失而发热，也可能引起对组件无法挽回的损失。
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§ 6.3.1. 互联效应 组件电路的设计
由一系列相同的电池连接而成的总电路的IV曲线如下图所示。
N个电池串联，M个电池并联的电路IV曲线。
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§ 6.3.2 互联效应 错配效应
错配损耗是由互相连接的电池或组件没有相同的性能或者工作
一个电池与其余电池在IV曲线上的任何一处的差异都将引 起错配损耗。下图将展示电池的非理想IV曲线和工作环境。尽 管错配现象可能由电池参数的任何一部分所引起，但是严重的 错配通常都是由短路电流或开路电压的差异所引起的。错配的 影响大小同时取决于电路的结构和错配的类型。
2018/11/15 应用光伏学
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用的密封材料。EVA板块被镶嵌在太阳能电池 -顶端表层-背
层之间。之后把这种三明治结构加热到 150℃，EVA熔化后 把组件的每一层都粘合在一起。
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§ 6.2.2 电池板的设计 封装的材料
背表面层
光伏组件的背表面层材料的最关键性质是必须拥有低
热阻抗性，同时必须能够阻止水和水蒸气的渗入。对于大 多数组件，薄的聚合物层特别是 Tedlar，是背表面层的首 选材料。 有些光伏组件被称为双面组件，被设计成电池的正面
温度造成的电池板电压损失和蓄电池所需要的充电电压可能达
到 15V 或者更多，大多数光伏组件由 36 块电池片组成。这样， 在标准测试条件下，输出的开路电压将达到21V，在工作温度 下，最大功率点处的工作电压大约为 17V或18V。剩余的电压 包括由光伏系统中的其它因素造成的电压损失，例如电池在远 离最大功率输出点处工作和光强变弱。
两个串联电池的电流错配有时 会相当严重且非常普遍。串联 的电流受到问题电池的电流限 制。动画中，电池２的输出电 压比电池１的高。
2018/11/15 应用光伏学 24
在动画中，电 池２输出的电 压比电池１低。
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§ 6.3.3 互联效应 串联电池的错配
串联电池的短路电流错配
串联电池的短路电流错配取决于组件所处的工作点，以 及电池错配的程度。短路电流错配对光伏组件有重大影响。 如下面动画所示，在开路电压处，短路电流的下降对电池影 响相对较小。即开路电压只产生了微小的变化，因为开路电 压与短路电流成对数关系。然而，由于穿过电池的电流是一 样的，所以两者结合的总电流不能超过有问题电池的电流， 这种情况在低电压处比较容易发生，好电池产生的额外电流 并不是被每一个电池所抵消，而是被问题电池所抵消了（通 常在短路电流处也会发生）。
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§ 6.2.1 电池板的设计 电池板的结构
一块电池板由许多互相连接的电池（通常为36 块串联着的电池）组成。把互相连接的电池封装 起来的主要原因是为了保护它们和它们连接线不 受其周围环境的破坏。例如，由于太阳能电池非 常的薄，所以在缺乏保护的情况下很容易受到机 械损伤。此外，电池表面的金属网格以及连接每 个电池的金属线都有可能受到水或水蒸气的腐蚀。 而通过封装便能阻止这些破坏。比如，非晶硅太 阳能电池通常被封装在柔软的板块内，而晶体硅 典型的晶体硅 太阳能电池则通常保护在刚性的玻璃封装内，一 电池板，为偏远地 般规定的硅太阳能电池板的使用寿命为20年，可 区供电。 见组件封装的可靠性有多高。
2018/应用光伏学
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§ 6.3.3 互联效应 串联电池的错配
总的来说，在有电流错配的串联电路中，严重的功率损失 一般发生在问题电池产生的电流小于好电池在最大功率点时的 电流的时候，或者当电池工作在短路电流或低电压处时，问题 电池的高功率耗散会对组件造成无法挽回的伤害。这些影响在 下面的两个动画都有描述。
玻璃 电极 密封层（EVA）
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§ 6.3.1. 互联效应 组件电路的设计
一块硅光伏电池板通常是由多块太阳能电池互相串联而
成的，以提高输出电压和输出电流。光伏组件的输出电压通常
被设计成与12伏蓄电池相匹配的形式。而在25℃和AM1.5条 件下，单个硅太阳能电池的输出电压只有 0.6V 。考虑到由于
§ 6.3.2 互联效应 错配效应
反向电压很高时， pn结可能被击穿 .
理想太阳能电池
并联电阻引 起的下降 电池消耗能量
非理想太阳能电池
电池产生能量 串联电阻引起 的额外下降 电池消耗能量
理想太阳能电池和非理想太阳能电池的比较。 最大的错配差异是当电压被反向偏压的时候造成的。
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§ 6.3.1. 互联效应 组件电路的设计
典型的组件由36块电池串联而成
在典型的组件中，36块电池串联起来以使输 出的电压足以为12V的蓄电池充电。
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§ 6.3.1. 互联效应 组件电路的设计
虽然光伏组件的电压大小决定于电池的数量，但是组件的输出
组件局部被阴影 遮住是引起光伏组件 错配的主要原因。
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§ 6.3.2 互联效应 错配效应
当组件中的一个太阳能电池的参数与其它的明显不同时， 错配现象就会发生。由错配造成的影响和电能损失大小决定于： 光伏组件的工作地点 电路的结构布局 受影响电池的参数