第8节太阳能电池组件的设计

太阳能电池组件的设计单体太阳能电池，无论面积大小，

其工作电压均为0.45V～0.5V，典型值为0.48V.

开路电压为0.5～0.6V.

工作电流为20mA～25mA/cm²，电池片输出的电流I和发电功率P,与电池片的面积大小成正比。

电池片的面积越大，输出的电流和发电功率越大。

目前，单体太阳能电池:

一般尺寸较大的为15cm×15cm,峰值功率为3W.

常见的太阳能电池片为Ø10cm的圆片，峰值功率1W.

10cm×10cm的方片，峰值功率1.4W。

较小的太阳能电池片为2cm×2cm

单体电池不能直接作为电源使用。用电设备一般需要6V以上的工作电压,10W以上的电功率。这就需要把单体太阳能电池组合，通过串、并联连接，做成太阳能电池组件，作为电源使用。1、多个单体电池串联---不改变输出电流，使输出电压成比例增加。2、多个单体电池并联---不改变输出电压，使输出电流成比例增加。3、多个单体电池通过串联与并联混合连接，满足输出电压与输出电流的要求。太阳能电池标准组件：一般用9串4列，或者12串3列组成36片的串联结构。单体电池片工作电压为0.48V,标准太阳能电池组件额定输出电压为17V,可以对12V的铅酸蓄电池进行有效充电。用做用途时，可以按照电压需求制作组件。制作太阳能电池组件：制作太阳能电池组件前，要合理的排列单体电池片，对电池组件外形尺寸、输出功率、电池片的排列布局进行板型设计。根据标称的工作电压----确定单体太阳能电池的串联数量。根据标称输出功率-----确定单体太阳能电池的并联数量。

太阳能电池组件，不论功率大小，一般都是由36片、54片、60片、72片串联组成，电池片的排列布局有多种形式：4片×9片、6片×6片、6片×12片、6片×9片、6片×10片。举例：制作20W的太阳能电池组件。手头有2.3W的单体单晶硅电池片，尺寸为125cm×125cm。设计：根据电池片的情况，确定选用9片2.3W的单体电池片，电池组件功率为：2.3W×9=20.7W,符合设计要求。将每张电池片平均切割，分成4等份，组成36片组件。采用4片×9片或者6片×6片的板型布局。电池片与电池片间隙取2mm～3mm.根据版型设计，一般上边距取35～50mm,下边距取20mm～35mm.左右边距取10～20mm.确定电池组件的尺寸，可以确定钢化玻璃、EVA、背板的尺寸。①4×9版型，钢化玻璃尺寸为:长634mm，宽276mm.②6×6版型，钢化玻璃尺寸为:长440mm，宽405mm.安装边框后，外形尺寸增加4mm～5mm.设计太阳能电池组件时，电池组件的外形尽量设计成正方形结构，（正方形的周长最短，可以节约材料）。常见太阳能电池组件的输出功率：8W、10W、20W、36W、40W、50W、75W、160W。举例2：用Ø40mm的单体电池制作一个输出工作电压为1.5V，峰值功率为1.2W的太阳能电池组件，光伏电池的光电转换效率为8.5%。解：电池片串联数量N=1.5V/0.41V=3.66片≈4片单体电池片的吸光面积S=

πr²=

π/4d²=12.57cm²单体电池输出功率P=12.57cm²×100mW/cm²×8.5%×