太阳能电池串并联输出功率比较
太阳能板的安装角度计算方式
太阳能板的安装角度计算方式由于太阳能是一种清洁的能源，它的应用正在世界范围内快速地增长。
利用太阳光发电就是一种使用太阳能的方式，可是目前建设一个太阳能发电系统的成本还是较高的，从我国现阶段的太阳能发电成本来看，其花费在太阳电池组件的费用大约为60～70％，因此，为了更加充分有效地利用太阳能，如何选取太阳电池方阵的方位角与倾斜角是一个十分重要的问题。
1.方位角太阳电池方阵的方位角是方阵的垂直面与正南方向的夹角（向东偏设定为负角度，向西偏设定为正角度）。
一般情况下，方阵朝向正南（即方阵垂直面与正南的夹角为0°）时，太阳电池发电量是最大的。
在偏离正南（北半球）30°度时，方阵的发电量将减少约10％～15％；在偏离正南（北半球）60°时，方阵的发电量将减少约20％～30％。
但是，在晴朗的夏天，太阳辐射能量的最大时刻是在中午稍后，因此方阵的方位稍微向西偏一些时，在午后时刻可获得最大发电功率。
在不同的季节，太阳电池方阵的方位稍微向东或西一些都有获得发电量最大的时候。
方阵设置场所受到许多条件的制约，例如，在地面上设置时土地的方位角、在屋顶上设置时屋顶的方位角，或者是为了躲避太阳阴影时的方位角，以及布置规划、发电效率、设计规划、建设目的等许多因素都有关系。
如果要将方位角调整到在一天中负荷的峰值时刻与发电峰值时刻一致时，请参考下述的公式。
至于并网发电的场合，希望综合考虑以上各方面的情况来选定方位角。
方位角＝（一天中负荷的峰值时刻（24小时制）－12）×15＋（经度－116）10月9日北京的太阳电池方阵处于不同方位角时，日射量与时间推移的关系曲线。
在不同的季节，各个方位的日射量峰值产生时刻是不一样的。
2.倾斜角倾斜角是太阳电池方阵平面与水平地面的夹角，并希望此夹角是方阵一年中发电量为最大时的最佳倾斜角度。
一年中的最佳倾斜角与当地的地理纬度有关，当纬度较高时，相应的倾斜角也大。
太阳能电池实验报告
实验题目：燃料电池综合特性的研究1，电解池的特性测量根据法拉第电解定律，电解生成物的量与输入电量成正比。
可得公式：氢气式中T为摄氏室温，Po为标准大气压，P为所在地大气压，F为法拉第常数其中F=e*NA ，NA为阿伏伽德罗常数。
故在误差允许的范围内，电解生成的氢气产生量V与输入电量It近似成正比，即验证了法拉第定律。
2，燃料电池输出特性测量燃料电池输出功率-电压变化曲线:从图中看出，燃料电池在电压较大时，功率随着电压的增大而减小。
此时，燃料电池内部的电极部分存在一定的内阻，内阻消耗了部分的功率。
在输出电压为646mV 左右的位置，燃料电池取得了最大输出功率。
最大输出功率为218.35mW ，输出电流为338mA 。
综合考虑燃料电池的利用率及输出电压与理想电动势差异，燃料电池的效率为：电池电池 电解 输出3,太阳能电池输出特性的测量B1．太阳能电池伏安特性曲线050100150200250300V/VI/mA2.太阳能电池输出功率-电压变化曲线0150300450600750900BA V/VP/mW从曲线中看出，输出电压较大时电流下降较快，曲线斜率比较大。
太阳能电池 的最大输出功率约为Pm=831.5mW ，这时的输出电压是Um=2.79V,输出电流为Im=298mA,太阳能电池的开路电压U oc =3.26V ，短路电流I oc =314mA 。
算得其填充因子:理论上，填充因子应在70%~85%左右，说明实验数据正确。
太阳能电池的串联电阻越小，并联电阻越大，填充系数就越大，反映到太阳能电池的电流—电压特性曲线上，曲线斜率的变化就越突然，整个曲线有趋向于直角的趋势。
此时太阳能电池的转换效率就越高。
太阳能电池串并联特性
实验九 太阳电池串并联特性测比太阳电池单体电池工作电压只有不到1伏，电流数安培，不能直接应用，一般需要进行必要的串联和并联，以达到所需要的电压和电流，本实验就是要测试太阳电池的串联和并联特性，为实际应用打好基础。
一、实验目的1． 了解恒定光强脉冲法测试太阳电池伏安特性的原理和方法。
2． 了解太阳电池组件I ―V 电性曲线的定性规律。
3． 了解遮挡对太阳电池组件输出性能的影响。
4． 掌握本实验测试器具的使用。
二、仪器及用具晶体硅太阳电池组件三块、专用电性测试柜一台。
三、原理太阳电池是一个较大的面结PN 二极管。
其工作电流I 可用下式表示I = I ph - I 0 [exp(qV ／nkT) - 1] -()shL s R R R I + (2.1)开路电压表示为 V oc = qknTln[(I sc ／I 0 ) +1] (2.2) 式中I −− 负载中流过的电流；I ph −− 由光激发产生载流子所形成的光电流；q−−一个电子的电量；V −−电池的工作电压；n−−结构因子；k −−玻耳兹曼常数；T−−电池工作的绝对温度；V oc−−电池的开路电压；R s−−电池的串联电阻；R sh−−电池的并联电阻；R L−−负载电阻；I sc−−电池的短路电流。
太阳电池是依据“光生伏打效应”原理工作的。
太阳电池组件则是将太阳单体电池进行串、并联组合而构成的一个整体。
组件的电性能将随单体电池的串、并联数量而与单体电池电性能产生量的变化。
串联时电压叠加，并联时电流叠加，如图9.1和图9.2所示。
恒定光强脉冲测试太阳电池伏安特性工作原理：通过控制脉冲氙灯的工作电流使得其发光强度在测试时间内维持恒定不变，然后通过电子负载在脉冲恒定的时间内快速测试伏安特性曲线，光脉冲的工作过程如图9.3所示；电子负载的工作原理如图9.4所示。
将其输出接入主电路中，通过调节U i控制恒压输出U o为一确定值，U o在主电路的回路中占具一定的电压降，相当于主电路中接入了一个产生U o电压降的负载。
太阳能电池串联并联电阻的精讲
太阳能电池串联并联电阻的精讲图中RS即为串联电阻：包括电池的体电阻、表⾯电阻、电极电阻、电极与硅表接触电阻等Rsh为旁漏电阻即为并联电阻，为硅⽚边缘不清洁及内部缺陷引起RS很⼩，Rsh很⼤理想情况下可以忽略，Ish很⼩串并联电阻对填充因⼦（FF）影响很⼤，串联电阻Rs越⾼，填充电流下降越多，填充因⼦减少的越多，并联电阻减少的越多效果相同。
对于旁漏电阻的⾮常好的解释：【1】并联电阻是为了解释分流现象⽽引⼊的⼀个概念，实际上是不存在这样⼀个电阻的。
举个简单的例⼦，⼀10A的恒流源接⼀10欧的电阻，那上⾯有10A的电流，如果再给它并联⼀个10欧的电阻，那它上⾯的电流只有5A了，还有5A分给了另外⼀个，这就是并联电阻引起的分流效应。
⼀定的光强下光⽣电流是⼀定的，如果电池⽚边缘刻蚀没刻断或者体内有区域性⾼导杂质，都会引起分流，导致穿过P-N结势垒的电流减少，相当于和结区并联了⼀个电阻，并联电阻越⼩分流效应越明显，所以我们希望它越⼤越好.【2】并联电阻是⼀个⽤于描述电池特性的基本的概念。
如楼上所述，并联电阻不是⼀个实体电阻。
但是，并联电阻⼜与实体电阻有关。
理论上，对于单p-n太阳电池，可以建⽴电路模型，常规的教材中均有这样的模型，可以给出⼀个串联电阻、并联电阻等等综合在⼀起的公式描述电流随电压的变化。
但是对于实际的电池和组件，影响的因素⾮常多，譬如：1、硅⽚边缘的短路通道（脏污可以引起）；2、薄膜电池中由于薄膜沉积质量差，存在针孔引起的短路通道；3、薄膜组件中串联集成时引起的短路通道。
4、.........因此，实际的测量系统中，是将光I－V特性曲线的接近V＝0的部分，或进⾏数学拟合后，或直接计算（dI/dV）的倒数，实际上就是光I-V曲线的接近V＝0的位置的微分的倒数。
这样的处理，对于FF较差的电池和组件，能够定性/半定量地将串联电阻⽤于⼯艺优化和分析。
⽽对于FF较好的电池和组件，由于测试设备所测电信号的起伏、以及所⽤数学拟合⽅法的局限，同⼀⽚样品，多次测量的重复性都很差的。
被部分遮挡的串联光伏组件输出功率
被部分遮挡的串联光伏组件输出功率、电压、电流有什么变化？
无论是太阳能电池组件还是阵列，在使用过程中都将不可避免地被遮挡。
这是由于太阳能电池表面可能会不清洁，可能会划伤，可能会有来自建筑物甚至云层的阴影。
一旦太阳能电池(组件)被遮挡，遮挡部分得到的太阳能辐射值就会减少，显然被遮挡部分的太阳能电池(组件)的输出功率就会减小，如果被遮挡的是并联部分，那么问题较为简单，只是该部分贡献的电流将减小；如果被遮挡的是串联部分，则问题严重得多，一方面会使整个回路的输出电流减小为该遮挡部分的电流，另一方面，被遮挡部分的太阳能电池将作为耗能器件以发热方式将其他未遮挡的太阳能电池串产生的多余地能量消耗掉。
而且长时间的阴影会造成组件产生热斑，这样的局部温度就会很高，甚至烧坏太阳能电池组件。
串联使用中当太阳能电池被遮挡时，回路的输出功率与遮挡面积不是线性关系。
即一个组件中即使只有一片太阳能电池被遮挡，整个组件的输出也将大幅度降低。
在太阳能电池中,太阳能光强的变化引发会输出电流电压的变化
在太阳能电池中，太阳能光强的变化引发会输出电流电压的变化。
有的公司在太阳能电池介绍这样说“接线盒内装有两个旁路二极管以减少热斑效应，三个旁路二极管减弱了由于阴影引起的功率衰减。
一串联支路中被遮蔽的太阳电池组件，将被当作负载消耗其他有光照的太阳电池组件所产生的能量。
被遮蔽的太阳电池组件此时会发热，这就是热斑效应。
这种效应能严重的破坏太阳电池。
有光照的太阳电池所产生的部分能量，都可能被遮蔽的电池所消耗。
为了防止太阳电池由于热斑效应而遭受破坏，最好在太阳电池组件的正负极间并联一个旁路二极管，以避免光照组件所产生的能量被受遮蔽的组件所消耗,旁路二极管的电流值不能低于该块太阳能组件的电流值。
该二极管的作用是当电池片出现热斑效应不能发电时，起旁路作用，让其它电池片所产生的电流从二极管流出，使太阳能发电系统继续发电，不会因为某一片电池片出现问题而产生发电电路不通的情况该怎样挑选合适规格的二极管呢？组件旁路二极管的最高反向电压、反向电流等参数应该怎样去确定和设计？二极管1、二极管作用：作用：二极管的主要特性是单向导电性，也就是在正向电压的作用下，导通电阻很小；而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大。
正因为二极管具有上述特性，无绳电话机中常把它用在整流、隔离、稳压、极性保护、编码控制、调频调制和静噪等电路中。
使用的晶体二极管按作用可分为：整流二极管、隔离二极管、肖特基二极管、发光二极管、稳压二极管等。
2、识别方法：二极管的识别很简单，小功率二极管的N极（负极），在二极管外表大多采用一种色圈标出来，有些二极管也用二极管专用符号来表示P极（正极）或N极（负极），也有采用符号标志为“P”、“N”来确定二极管极性的。
发光二极管的正负极可从引脚长短来识别，长脚为正，短脚为负。
3、测试注意事项：用数字式万用表去测二极管时，红表笔接二极管的正极，黑表笔接二极管的负极，此时测得的阻值才是二极管的正向导通阻值，这与指针式万用表的表笔接法刚好相反。
为什么在太阳能电池组件输出端的两极并联一个旁路二极管
为什么在太阳能电池组件输出端的两极并联一个旁路二极管怎么理解：“为防止太阳能电池在强光下由于遮挡造成其中一些因为得不到光照而成为负载产生严重发热受损,最好在太阳能电池组件输出端的两极并联一个旁路二极管。
”我是个新手，不太了解这个，希望大家帮忙，谢谢！问题补充：谢谢回答。
不过还有疑问。
能不能更详细的解释一下每个太阳能单元输出的电压？以及并联的二极管是如何解决不能发电的部分发热的问题的？答：在电池因为遮挡而得不到阳光或者部分照不到的情况下，这块电池产生的电流会变小，因为电池板内的电池的连接方式是串联，所以他们的电流是必须相同的，所以因为这个bad cell，导致了整个板输出的电流变小了，输出功率也变小了。
但是其他电池产生的功率是不减少的，输出少了，只能“内部消化”了，消化的地方就是哪个bad cell,而产生hot spot.旁路二极管就是为了在有bad cell的情况下，短路这个bad cell,而不影响其他的电池的输出。
但是每个电池都加一个二极管，这个成本不是一般的高，所以一般是18个电池一个二极管太阳能电池的暗伏安特性和一般二极管的伏安特性的异同在一定的光照下,太阳电池产生一定的电流ISC ,其中一部分是流过P - N 结的暗电流,另一部分是供给负载的电流。
故可把光照P - N 结看作是一个恒流源与理想二极管的并联组合,恒流源的电流就是最大的光生电流ISC ,流过理想二极管的电流即暗电流ID , IL 为流过负载电阻R的电流。
太阳能电池组件中的防反充电二极管的最大反向电压大约应设定在多大,可以用肖特基二极管吗?因为SBD的反向电压较低那要看太阳能电池本身的输出电压有多高了，二极管的耐压一定要比被充电的电池电压高，否则电池就会击穿它了。
注意电池电压不要按标称电压计算，而是要按最高电压计算，电池充满时的电压约为标称的1.2倍。
为了防止意外，应留出余量，一般取最大值的1.414倍。
什么是太阳能电池暗特性太阳能电池基本特性研究苗建勋，李水泉，石发旺，曹万民，武金楼（洛阳工学院，洛阳，471039）摘要随着太阳能电池使用日益广泛，对太阳能电池特性的研究也越来越引起人们的重视。
(效率管理)太阳能电池的的性能主要取决于它的光电转换效率和输出功率
太阳能电池板太阳能电池的的性能主要取决于它的光电转换效率和输出功率.1.效率越大,相同面积的太阳能电池板输出功率也就越大, 用高效率的太阳能电池板可以节省安装面积, 但是价格更贵.2.太阳能电池的功率, 在太阳能电池板的背面标牌中, 有关于太阳能电池板的输出参数, 如VOC开路电压,ISC短路电流,VMP工作电压,IMP工作电流, 等. 但我们只需要用工作电压和工作电流就可以了, 这两个相乘就可以得这块太阳能电池板的输出功率.太阳能电池板介绍：采用高质量单晶/多晶硅材料,经精密设备树脂封装生产出来的太阳能板,有良好的光电转换效果,外形美观,使用寿命长。
太阳能电池板的作用是将太阳的光能转化为电能后，输出直流电存入蓄电池中。
太阳能电池板是太阳能发电系统中最重要的部件之一。
太阳能电池组件可组成各种大小不同的太阳能电池方阵，亦称太阳能电池阵列。
太阳能电池板的功率输出能力与其面积大小密切相关，面积越大，在相同光照条件下的输出功率也越大。
2.太阳能电池板的种类(1)单晶硅太阳能电池目前单晶硅太阳能电池的光电转换效率为15%左右，最高的达到24%，这是目前所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的，但制作成本很大，以致于它还不能被大量广泛和普遍地使用。
由于单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装，因此其坚固耐用，使用寿命一般可达15年，最高可达25年。
(2)多晶硅太阳能电池多晶硅太阳能电池的制作工艺与单晶硅太阳能电池差不多，但是多晶硅太阳能电池的光电转换效率则要降低不少，其光电转换效率约12%左右(2004年7月1日日本夏普上市效率为14.8%的世界最高效率多晶硅太阳能电池)。
从制作成本上来讲，比单晶硅太阳能电池要便宜一些，材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此得到大量发展。
此外，多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。
从性能价格比来讲，单晶硅太阳能电池还略好。
：太阳能电池板solar cell panel由若干个太阳能电池组件按一定方式组装在一块板上的组装件。
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太阳能电池串并联输出功率比较
一，实验目的
（1）比较太阳能电池不同接法下的输出功率
（2）找出哪种接法适合电阻大的用电器哪种接法适合电阻小的用电器
二，实验器材
太阳能电池特性测试试验仪（THQTN-1）
三，实验原理
1．太阳电池的结构
以晶体硅太阳电池为例，其结构示意图如图1 所示．晶体硅太阳电池以硅半导体材料制成大面积pn结进行工作．一般采用n+/p 同质结的结构，即在约10 cm×10 cm 面积的p 型硅片（厚度约500 μm）上用扩散法制作出一层很薄（厚度~0.3 μm）的经过重掺杂的n 型层．然后在n 型层上面制作金属栅线，作为正面接触电极．在整个背面也制作金属膜，作为背面欧姆接触电极．这样就形成了晶体硅太阳电池．为了减少光的反射损失，一般在整个表面上再覆盖一层减反射膜．
2．光伏效应
当光照射在距太阳电池表面很近的pn结时，只要入射光子的能量大于半导体材料的禁带宽度Eg，则在p 区、n 区和结区光子被吸收会产生电子–空穴对．那些在结附近n 区中产生的少数载流子由于存在浓度梯度而要扩散．只要少数载流子离pn结的距离小于它的扩散长度，总有一定几率扩散到结界面处．在p 区与n 区交界面的两侧即结区，存在一空间电荷区，也称为耗尽区．在耗尽区中，正负电荷间形成一电场，电场方向由n区指向p 区，这个电场称为内建电场．这些扩散到结界面处的少数载流子（空穴）在内建电场的作用下被拉向p 区．同样，如果在结附近p 区中产生的少数载流子（电子）扩散到结界面处，也会被内建电场迅速被拉向n 区．结区内产生的电子–空穴对在内建电场的作用下分别移向n 区和p 区．如果外电路处于开
路状态，那么这些光生电子和空穴积累在pn结附近，使p 区获得附加正电荷，n 区获得附加负电荷，这样在pn结上产生一个光生电动势．这一现象称为光伏效应（Photovoltaic Effect, 缩写为PV）．3．太阳电池的表征参数
太阳电池的工作原理是基于光伏效应．当光照射太阳电池时，将产生一个由n 区到p 区的光生电流Iph．同时，由于pn结二极管的特性，存在正向二极管电流ID，此电流方向从p 区到n 区，与光生电流相反．因此，实际获得的电流I 为
(1)式中VD 为结电压，I0 为二极管的反向饱和电流，Iph为与入射光的强度成正比的光生电流，其比例系数是由太阳电池的结构和材料的特性决定的．n 称为理想系数（n 值），是表示pn结特性的参数，通常在1~2 之间．q 为电子电荷，kB为波尔茨曼常数，T 为温度．如果忽略太阳电池的串联电阻Rs，VD 即为太阳电池的端电压V，则（1）式可写为
（2）
当太阳电池的输出端短路时，V = 0（VD ≈0），由（2）式可得到短路电流
即太阳电池的短路电流等于光生电流，与入射光的强度成正比．当太阳电池的输出端开路时，I = 0，由（2）和（3）式可得到开路电
压
（3）
当太阳电池接上负载R 时，所得的负载伏–安特性曲线如图2 所示．负载R 可以从零到无穷大．当负载 Rm使太阳电池的功率输出为最大时，它对应的最大功率Pm 为
（4）
式中Im和Vm分别为最佳工作电流和最佳工作电压．将Voc与Isc 的乘积与最大功率Pm 之比定义为填充因子FF，则
（5）
FF 为太阳电池的重要表征参数，FF 愈大则输出的功率愈高．FF 取决于入射光强、材料的禁带宽度、理想系数、串联电阻和并联电阻等．（6）
四，实验思路
取四个太阳能电池分三种不同的接法（全部串联，全部并联，两个串联两个并联）将太阳能电池外接可变电阻，用白光照射。
测量其在不
同负载下的I,U，并计算出对应的P，画出P-U曲线，理论上P-U曲线应是一条拱形的平滑曲线，可根据曲线找出m P对应的U,再根据U 找出对应的R。
改变太阳能电池的接法，重复上述步骤，比较不同
P
m 对应的负载R，找出那种接法适合电阻大的用电器，哪种适合电阻小的用电器。
五，实验步骤
（1）连接电路图如图所示
（2）测短路电流
I和开路电压Uoc
sc
（3）测量在不同负载电阻下I，U，记录数据，P=IU计算出对应的P,绘制p-u曲线图
（4）求太阳能电池最大输出功率时的负载电阻
（5）计算填充因子FF=Pm/(Isc
U)
oc
（6）改变太阳能电池的接法，重复上述操作
六，对方案的可行性分析
经分析，该方案的原理完整正确，逻辑清晰，对各物理量的意思及其之间的的关系，推理都有详细的说明。
实验要测量的数据是太阳能电池在不同接法下，通过其两端的电压和回路中的电流，通过改变电阻的大小来记录多组数据，这些都可以在提供的实验箱上完成，所提供的仪器满足需要。
由于所要记录的数据比较多，需要不停地改变电阻，在实验过程中可能会导致电阻旋钮损坏；其次电流和电压一直在变化，可能会出现超量程的情况，但如果为了不超量程而选用的量程较大会使测得的数据不够精确，误差较大。
所以在操作过程中我
们要认真谨慎，选择合适的量程进行测量并注意观察示数变化，一旦超量程应及时改变量程，避免仪器被损坏。
该方案因此可行。
七，记录实验现象和数据，分析得结论
在处理数据时应注意，由于数据会存在一定的误差，在绘图时应让更多的点出现在曲线上或均匀分布在曲线的两侧，抛弃一些误差太大的点。