太阳能光伏系统知识-太阳能电池板

1、太阳能电池板太阳能电池板一、什么是太阳能电池一、什么是太阳能电池( (片片) )、板？、板？二、太阳能电池板的工作原理二、太阳能电池板的工作原理三、太阳能电池板的分类三、太阳能电池板的分类四、太阳能电池板性能测试环境四、太阳能电池板性能测试环境五、太阳能电池板寿命、价钱五、太阳能电池板寿命、价钱六、太阳能电池板功率计算方法六、太阳能电池板功率计算方法太阳能电池板知识太阳能电池板知识七、太阳能电池板使用注意事项七、太阳能电池板使用注意事项八、提高太阳能电池板效力方法八、提高太阳能电池板效力方法九、太阳能电池片设计举列九、太阳能电池片设计举列 一种由光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是

2、一种半导体光电二极管，当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光能变成电能，产生电流！一、什么是太阳能电池一、什么是太阳能电池(片片)、板？、板？103103（mm2）125125（mm2）150150（mm2）厚度一般均为250-350微米之间,填充因子74%。Isc (A) Imp(A) Voc(V) Vmp(V) 3.2 2.96 0.6 0.485.0 4.63 0.6 0.487.2 6.66 0.6 0.48 1.43W2.11W3.04W13.5%13.5%13.5%Pmp太阳能电池片的几种规格及输出功率：短路电流短路电流(Isc/A)(Isc/A) 峰值电流（峰值电流

3、（Imp/A) Imp/A) 开路电压开路电压( (VocVoc/ /V V） 峰值电压峰值电压(Vmp/(Vmp/V V）+一、什么是太阳能电池一、什么是太阳能电池(片片)、板？、板？ 由于单件太阳能电池片输出功率较小难以满足常规需求，需要将它们串联或并联后封装再组装成太阳能板接入太阳能发电系统进行供电！ 由于太阳能电池板是放置在室外，因此背、面板除了具有保护功能外，还须具备25年可靠的绝缘性能、阻水性、耐老化性。 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N区流向P区，电子由P区流向N区，接通电路后就形成电流光电效应 !二、太阳能电池板的工作原理二、太

4、阳能电池板的工作原理太阳能电池板主要材料是“硅”，“硅”是地球上储藏最丰量的材料之一。三、太阳能电池板的分类三、太阳能电池板的分类太阳能电池板按材料分主要有以下四类：1.晶体硅电池板：A、多晶硅太阳能板B、单晶硅太阳能板 1）多晶硅板生产过程大致可分为五个步骤：多晶硅生产技术掌握在美、日、德等3个国家7个公司10家工厂手中，按纯度要求不同，分为电子级和太阳能级；其中电子级占55%左右，太阳能级占45%； (2004年7月1日日本夏普上市多晶硅效率为14.8%为世界最的高效率)。 a、提纯过程b、拉棒过程c、切片过程d、制电池过程e、封装过程 多晶硅的光电转换效率约12%左右 三、太阳能电池板的

5、分类三、太阳能电池板的分类2)多晶硅经过区熔法（）和坩埚直拉法（）制成单晶硅棒。 ,这是太阳能电池板中光电转换效率最高的，但制作成本大。国产晶体硅电池效率在国产晶体硅电池效率在1013%！国外同类产品效率约为国外同类产品效率约为1823%！2.非晶硅电池板：A、薄膜太阳能板B、有机太阳能板。 1976年出现的新型薄膜式太阳能板，优点是弱光条件下能发电；缺点是光电转换效率偏低， ，且不稳定，随着时间延长转换效率会衰减。 目前最先进水平为10% 左右单晶硅的光电转换效率为15%左右，最高达24%三、太阳能电池板的分类三、太阳能电池板的分类新型涂层覆盖在太阳能板上使其 ，而普通板的阳光吸收率仅为70

6、%左右。新涂层主要解决了两个技术难题：3.化学染料电池板：染料敏化太阳能板。 其中铜铟硒太阳能板是新型多元带隙梯度Cu(In, Ga)Se2薄膜太阳能板，Cu(In, Ga)Se2是一种优良太阳光吸收材料， ；而且，此类薄膜太阳能板到目前未发现有光辐射引致性能衰退效应(SWE)，其光电转化效率比商用薄膜太阳能板提高约5075%，在薄膜太阳能板中属于世界最高水平。 1）帮助太阳能电池板吸收几乎全部的太阳光谱；2）使太阳能电池板吸收来自更大角度的太阳光。 4.多元化合物电池板：硫化镉板、砷化镓板、铜铟硒板 阳光吸收率提高到96.2%光电转化率达18%四、太阳能电池板性能测试环境四、太阳能电池板性能

7、测试环境地面上的太阳光，一部分来自太阳直接照射，另一部分来自大气层或周围环境的散射，前者称为直接辐射，后者称为天空辐射，二者合起来称为总辐射，在正常大气条件下直接辐射占总辐射的75%以上。太阳光的辐射线都属于波长不等的电磁波。太阳能电池板对不同波长的光具有不同响应，辐照度相同、光谱成分不同的光照射到同一块板上，其效果不同；太阳光是各种波长的复合光，它所含的光谱成分组成光谱分布曲线，而其光谱分布也随地点、时间及其它条件的差异而不同，大气层外情况很单纯，太阳光谱几乎相当于6000K 的黑体辐射光谱，称为 AMO 光谱。国际标准规定，在晴朗气候条件下，当太阳透过大气层到达地面所经过的路程为大气层厚度

8、的1.5 倍时，光谱为标准地面太阳光谱，简称AM1.5 ，此时太阳天顶角为48.19。 太阳能电池板性能测试标准条件：光谱采用标准太阳光谱AM1.5 ；地面阳光的总辐照度为1000W/M2；标准测试温度为25oC , 对定标测试允许差为+ 1oC，对非定标准测试允许差为+2oC。五、太阳能电池板寿命、价钱五、太阳能电池板寿命、价钱太阳能电池板厂家提供的数据是包用20年价格是按瓦计算：国内912元/瓦，国际1.61.9美元/瓦！ 电池板串联，两端电压为各单体电压之和，电流为各单体中最小的电流；并联，电流为各单体电流之和，电压取平均值。 六、太阳能电池板功率计算方法六、太阳能电池板功率计算方法以1

9、00W输出功率，每天使用5H为例，介绍计算方法：1.首先计算出每天消耗的瓦时数(包括逆变器的损耗)：若逆变器转换效率为90%，当输出功率为100W时，实际需要输出功率应为100W90%=111W；每天使用5小时，耗电量为111W5H=555Wh。2.计算太阳能电池板功率：按每日有效日照时间6H计，考虑到充电效率和充电过程中的损耗，太阳能板输出功率为555WH6H70%=130W;其中70%是充电过程中，太阳能电池板的实际使用功率。 七、太阳能电池板使用注意事项七、太阳能电池板使用注意事项太阳板电池板方阵通常面向赤道放置，相对地平面有一定倾角。 固定面积的电池板，电流与太阳辐照度成正比且几乎与温

10、度无关，而电压(功率)随温度升高而下降；一般晶体硅板电压降为 0.5%/oC，故电池板要装在通风地方，以保持凉爽，且一个位置不可安装过多组件。光伏板阵列的任何部分不能被遮荫，如果有电池片被遮荫，则它们便不会产生电流且会形成反向偏压，这就意味着被遮组件会消耗功率发热，久而久之，形成故障。这就是所谓的热岛效应。防止热岛效应，一般将太阳能电这就是所谓的热岛效应。防止热岛效应，一般将太阳能电池板倾斜放，使太阳能电池表面不能附着遮挡物。池板倾斜放，使太阳能电池表面不能附着遮挡物。七、太阳能电池板使用注意事项七、太阳能电池板使用注意事项偶然遮挡不可避免，故需用旁路二极管来起保护作用。若所有组件并联，就不需

11、要旁路二极管；若要求输出电压为24V(或更高)，那么必须有2个(或更多)组件串联，这时就需加旁路二极管来控制光伏系统中电流。阻塞二极管既可在每一并联支路，又可在阵列与控制器之间的干路上，但当多条支路并联接成一个大系统，则应在每条支路上用阻塞二极管以防止由于支路故障或遮蔽引起的电流由强电流支路流向弱电流支路的现象（控制器没有这项功能）。小系统在干路上用一个阻塞二极管就够了，不要两种都用，因为每个二极管会降压0.40.7V是一个12V系统的6%。八、提高太阳能电池板效力方法八、提高太阳能电池板效力方法1.太阳的方位角和高度角跟踪系统：跟踪方法有机械方法、物理方法、电子方法及计算机控制的高精密度跟踪

12、系统等。使用跟踪装置能提高太阳能电池板的输出功率，但要增加投资，同时也带来了方阵结构的复杂性和不可靠因素，转动也要消耗一定的能量，所以采用跟踪系统是否合算，要进行综合考虑。一般小型方阵都不推荐采用跟踪装置。2.聚光：聚光后效率虽有提高，但组件工作温度的升高而导致对效率影响的增加，因而要采用适当的冷却方法。聚光方阵要采用跟踪方式，否则很可能会对发电量产生负面影响。聚光方阵要一套聚光、跟踪、冷却等装置，增加了系统的成本和复杂程度，但效率有所提高，尤其是在同时需供热的大型系统中，聚光方阵具有突出的优越性，因而聚光组件及方阵的研究还是有一定的价值。九、太阳能电池片设计举列九、太阳能电池片设计举列 用40mm单晶硅片(效率8.5%)设计一电压1.5V，功率为1.2W的组件:1.单晶硅片的工作电压为：V=0.41V 5.需太阳电池总的片数：N=1.20.1=12片 2.则串联电池数：Ns=1.5/0.41=3.66片，取Ns=4片 3.单体电池板面积：S=d2/4=42/4=12.57cm24.单体板封装后功率：Pm=100MW/CM212.578.5%95%=100MW=0.1W (95%是封装时的失配损失)6.太阳电池并联数：NP=N/Ns=124=3组7.总结：用12片40mm的单晶硅电池片四串三并，即可满足要求！九、太阳能电池片设计举列