太阳能光伏电池方阵组成工作原理及设计

1、太阳能光伏电池方阵组成工作原理及设计1-1太阳能电池板开路电压测试目的1、了解和掌握太阳能电池板原理及应用2、了解并掌握太阳能电池板相关特性的测试任务与内容1、了解太阳能电池板的输出电压特性2、了解电池板的开路电压 （Voc）概念原理太阳能发电有两种方式，一种是光 热 电转换方 式，另一种是光 电直接转换方式。光 电直接转换方 式是利用光电效应，将太阳辐射直接转换为电能，光 电 转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池开路电压Voc,是指将太阳能电池置于 100mW/cm 2的光源照射下，在两端开路时，太阳能电池的输 出电压值。开路电压测试时，是指太阳能电池不接负载， 输出端直接 输出电压，即

2、可以理解为太阳能电池输出端接近于无穷大的 电阻，可以用高内阻的直流毫伏表进行测试。注意事项1、操作时请不要直接用手触摸裸露的元器件。2、请勿带电插拔元器件，否则容易造成元器件损坏。3、请保持实验区干净整洁，防止金属物体接触到裸露器 件，造成短路。4、通电之前，确保电路连接正确，防止烧坏器件。 步骤1、在实验台上按照下图连接好导线。2、打开“光源开关”开关，观察太阳灯是否点亮。3、移动投光灯的距离，仔细观察实验台上的 “电压表” 的值，也可以看触摸屏上“光伏电压表”上的数值。记录下其中的最大值即为太阳能电池板的“最大开路电压”。距离（cm）8070654321电压（V）图（2 1）1-2太阳能电

3、池板短路电流测试目的1、了解和掌握太阳能电池板原理及应用2、了解并掌握太阳能电池板相关特性的测试任务与内容1、了解太阳能电池板的短路电流特性2、了解电池板的短路电流（Isc）概念原理短路电流Isc，就是将太阳能电池置于标准光源的照射下， 在输出短路时流过太阳能电池两端的电流。注意事项1、操作时请不要直接用手触摸裸露的元器件。2、请勿带电插拔元器件，否则容易造成元器件损坏。3、请保持实验区干净整洁，防止金属物体接触到裸露器件，造成短路。4、通电之前，确保电路连接正确，防止烧坏器件。步骤1、在实验台上按照下图连接好导线红线I 电流衣2、打开“光源开关”开关，观察太阳能电池板。3、 仔细观察实验台上

4、的“电流表”的值，同时可以 观察触摸屏“光伏电流表“的显示，记录下其中的最大值即为太阳能电池板的“最大短路电流”。距离(cm)8070654321电流(mA)图(1-2)1-3太阳能电池板I-V特性测试目的1、了解和掌握太阳能电池板原理及应用2、了解并掌握太阳能电池板相关特性的测试任务与内容1、了解太阳能电池的电流一电压特性。2、了解太阳能电池板的伏安特性曲线(I-V )概念原理测量太阳能电池输出特性中电流和电压关系。太阳能电池是一个限功率的电源。根据光照情况的不同，其输出功率是变化的。太阳能电池在带载时，如果电流增大，电压是下降的，在不同的光照条件下，通过调整负载电流，测试电压输出特性。注意

5、事项1、操作时请不要直接用手触摸裸露的元器件。2、请勿带电插拔元器件，否则容易造成元器件损坏。3、请保持实验区干净整洁，防止金属物体接触到裸露器件，造成短路。4、通电之前，确保电路连接正确，防止烧坏器件。步骤1、在实验台上按照下图连接好导线。2、打开“总电源开关“、“电源开关”开关、，调整好太阳能电池板与投光灯的距离。3、将电阻箱调节如下几组阻值，并记录下每个刻度 的电压、电流值于下表中，同时也可以打开触摸屏旁“电源 开关“看光伏电流表、光伏电压表的显示数字。电阻值01020304050607080901K 10（欧）000000000K电流 （mA）电压（V） 图（1-3）4、根据表格电压电

6、流值画出太阳能电池的伏安特性曲线 图。1-4太阳能电池板最大输出功率计算 目的1、了解和掌握太阳能电池板原理及应用2、了解并掌握太阳能电池板相关特性的测试 任务与内容1、了解太阳能电池板的最大输出功率特性2、了解电池板的最大输出功率 （Pmax）概念原理Pm太阳能电池的工作电压和电流是随负载电阻而变化的 将不同阻值所对应的工作电压和电流值做成曲线就得到太 阳能电池的伏安特性曲线。如果选择的负载电阻值能使输出 电压和电流的乘积最大，即可获得最大输出功率，用符号 表示。此时的工作电压和工作电流称为最佳工作电压和最佳 工作电流，分别用符号Um和Im表示,Pm = Um Im。 注意事项1、操作时请不

7、要直接用手触摸裸露的元器件。2、请勿带电插拔元器件，否则容易造成元器件损坏。3、请保持实验区干净整洁，防止金属物体接触到裸露器件， 造成短路。4、通电之前，确保电路连接正确，防止烧坏器件。步骤1、熟练掌握最大输出功率公式如下：Pmax=VmaW Imax2、将实验（1-3 ）表格中的电压数据乘以电流数据再除以1000 （电流以mA为单位），得出最大数据即为太阳能 电池板的最大输出功率。3、根据表格电压电流值画出太阳能电池的最大输出功率曲线图1-5太阳能电池板填充因子计算 目的1、了解和掌握太阳能电池板原理及应用2、了解并掌握太阳能电池板相关特性的测试 任务与内容1、了解太阳能电池板的填充因子特

8、性2、了解电池板的填充因子(F F)概念 原理太阳能电池的另一个重要参数是填充因子FF ,他是最大输出功率与开路电压和短路电流乘积之比：F F =PmaxVocX Ise错误!未找到引用源FF是衡量太阳能电池输出特性的重要指标 ，是代表太阳能电池在带最佳负载时，能输出的最大功率的特性，其值越大表示太阳能电池的输出功率越大。 FF的值始终小于I。步骤1、熟练掌握太阳能电池板的填充因子公式如下:PmaxFF = VOCISC错误!未找到引用源2 、将实验1-1、1-2、1-3实验中的数据代入上公式 中，计算出电池板的填充因子。3 、填充因子是表征太阳能电池板的性能优劣的重要 参数。其值越大，电池的光电转换效率越高，一般的硅光电 池F F值在0.75-0.8 之间。1-6太阳能电池板转换效率测量目的1、了解和掌握太阳能电池板原理及应用2、了解并掌握太阳能电池板相关特性的测试