太阳能光伏电池组件
太阳能光伏系统组成

太阳能光伏系统组成太阳能光伏系统是一种以太阳能光伏电池为核心组件的能源转换系统。
充分利用太阳能资源,将太阳辐射能转换为电能,实现可再生能源的利用。
太阳能光伏系统主要由太阳能光伏电池组件、支架系统、逆变器、电池储能装置以及配电系统等组成。
1. 太阳能光伏电池组件太阳能光伏电池是太阳能光伏系统的核心部件,负责将太阳能辐射能转化为直流电能。
太阳能光伏电池一般由多个光伏电池片组成,光伏电池片利用光生电效应将太阳光转换为电能。
常见的光伏电池技术有单晶硅、多晶硅和薄膜太阳能电池等。
2. 支架系统支架系统是用于安装太阳能光伏电池组件的支架结构,可以将光伏电池组件固定在地面或屋顶等合适的位置。
支架系统需要具备抗风、抗震、防腐等特性,以确保太阳能光伏系统在各种环境条件下的稳定运行。
3. 逆变器逆变器是太阳能光伏系统中的重要组成部分,主要功能是将直流电能转换为交流电能。
太阳能光伏电池产生的电能为直流电,而家庭和工业用电通常是交流电。
逆变器不仅可以实现电能转换,还能够对电能进行调节和控制,确保太阳能光伏系统的稳定输出。
4. 电池储能装置电池储能装置是太阳能光伏系统的重要配件之一,用于储存光伏电池产生的电能。
通过储能装置,太阳能光伏系统可以在夜间或天气不好时继续供电。
目前常用的电池储能装置有铅酸电池、锂离子电池等,其容量和类型需根据实际需求进行选择。
5. 配电系统配电系统是太阳能光伏系统的配套设施,用于将发电产生的电能输送到需要使用的地方。
配电系统包括电缆、接线盒、断路器等组件,确保电能在不同设备之间的流通畅通,并提供过载保护等功能。
太阳能光伏系统的组成部分相互配合,共同完成电能的转化和输送。
其工作原理是,太阳能光伏电池组件吸收太阳光辐射,产生电能,并通过支架系统固定在合适的位置。
光伏电池组件的直流电能经过逆变器转换为交流电能,再通过电池储能装置进行储存,最后通过配电系统输送到需要使用的地方。
这样,人们就可以利用太阳能光伏系统提供的电能,实现对可再生能源的有效利用。
太阳能光伏电池与光伏组件有什么区别?

太阳能光伏电池(简称光伏电池)用于把太阳的光能直接转化为电能。
地面光伏系统大量使用的是以硅为基底的硅太阳能电池,可分为单晶硅、多晶硅、非晶硅太阳能电池。
太阳电池组件是由高效晶体硅太阳能电池片、超白布纹钢化玻璃、EVA、透明TPT背板以及铝合金边框组成。
具有使用寿命长,机械抗压外力强等特点。
太阳电池常规组件的结构形式有下列几种,玻璃壳体式结构、底盒式组件、平板式组件、无盖板的全胶密封组件。
简而言之,太阳能光伏电池片是组成太阳能光伏组件的核心部分。
太阳能电池片主要分为晶硅类和非晶硅类。
晶硅类电池片的主要原料是硅(通俗地讲是沙子或沙粒经过一系列反应提炼而成的),而后根据不同的铸造工艺又分为单晶硅和多晶硅。
单多晶硅片、多晶硅片经过制绒→扩散→刻蚀→镀膜→烧结→测试等工艺制程就得到能发电的太阳能电池片了。
非晶硅类主要是以非晶硅类化合物为基材制成的非晶硅薄膜太阳能电池,市场所占份额不大。
太阳能光伏组件,它的核心组成是电池片。
简单的说组件的制作过程就是用封装材料对排版好的电池片方阵进行组装的过程。
电池片排版主流的有60片和72片,用焊带进行串联排列成方阵。
太阳能光伏组件封装材料主要有背板、EVA、透光玻璃、铝边框和接线盒等,其工艺过程主要包括:物料准备→电池片分选→焊接→叠层→层压前EL测试→层压→层压后EL测试→装框→装接线盒→固化→清洗→I-V测试→包装。
原标题:太阳能光伏电池与光伏组件有什么区别?。
太阳能光伏电池组件的主要原材料及部件介绍

太阳能光伏电池组件亦称太阳能电池组件、光伏组件,是由一系列的太阳能电池片按照不同的列阵组成。
单体太阳电池不能直接做电源使用。
作电源必须将若干单体电池串、并联连接和严密封装成组件。
太阳能光伏电池组件(也叫太阳能电池板)是太阳能发电系统中的核心部分,也是太阳能发电系统中最重要的部分。
其作用是将太阳能转化为电能,或送往蓄电池中存储起来,或推动负载工作。
太阳能光伏电池组件的主要原材料及部件光伏玻璃:电池组件采用的面板玻璃是低铁超白绒面钢化玻璃。
一般厚度为3.2mm和4mm,建材型太阳能电池组件有时要用到5~10mm厚度的钢化玻璃,但无论厚薄都要求透光率在90%以上。
低铁超白就是说这种玻璃的含铁量比普通玻璃要低,从而增加了玻璃的透光率。
同时从玻璃边缘看,这种玻璃也比普通玻璃白,普通玻璃从边缘看是偏绿色的。
钢化处理是为了增加玻璃的强度,抵御风沙冰雹的冲击,起到长期保护太阳能电池的作用。
对面板玻璃进行钢化处理后,玻璃的强度可比普通玻璃提高3~4倍。
EVA胶膜:乙烯与醋酸乙烯脂的共聚物,是一种热固性的膜状热熔胶,是目前太阳能电池组件封装中普遍使用的黏结材料。
太阳能电池组件中要加入两层EVA胶膜,两层EVA胶膜夹在面板玻璃、电池片和TPT背板膜之间,将玻璃、电池片和TPT黏合在一起。
它和玻璃黏合后能提高玻璃的透光率,起到增透的作用,并对太阳能电池组件功率输出有增益作用。
背板材料:太阳能电池组件的背板材料根据太阳能电池组件使用要求的不同,可以有多种选择。
一般有钢化玻璃、有机玻璃、铝合金、TPT复合胶膜等几种。
用钢化玻璃背板主要是制作双面透光建材型的太阳能电池组件,用于光伏幕墙、光伏屋顶等,价格较高,组件重量也大。
除此以外目前使用最广的就是TPT复合膜。
TPT复合膜具有不透气、强度好、耐候性好、使用寿命长、层压温度下不起任何变化、与黏结材料结合牢固等特点。
这些特点正适合封装太阳能电池组件,作为电池组件的背板材料有效地防止了各种介质尤其是水、氧、腐蚀性气体等对EVA和太阳能电池片的侵蚀与影响。
光伏组件概述

光伏组件概述光伏组件是指将太阳能转化为电能的装置,也被称为太阳能电池组件或光伏电池板。
它是光伏发电系统中最基本的组成部分,主要由太阳能电池片、玻璃封装、背板、支架和连接线等部分组成。
太阳能电池片是光伏组件的核心部分,它是利用光电效应将太阳能转化为电能的器件。
常见的太阳能电池片有单晶硅、多晶硅和非晶硅等材料制成。
其中,单晶硅太阳能电池具有高转换效率和较好的耐久性,但成本较高;多晶硅太阳能电池虽然转换效率较低,但成本较低,是目前市场上应用最广泛的太阳能电池片。
玻璃封装是光伏组件的外部保护层,它通常由钢化玻璃制成,具有良好的透光性和耐候性。
玻璃封装的作用是保护太阳能电池片不受外界环境的影响,同时使阳光能够充分照射到电池片上,提高光电转换效率。
背板是光伏组件的背部支撑结构,通常由铝合金或不锈钢制成。
它的主要作用是加固光伏组件的结构,提供稳定的支撑力,同时能够有效地散热,防止电池片过热影响发电效果。
支架是安装光伏组件的支撑结构,通常由铝合金或镀锌钢制成。
支架的设计要考虑安装角度、方向和固定方式等因素,以最大程度地提高光伏组件的发电效率。
同时,支架还需要具备良好的防腐性能,以应对各种恶劣的室外环境。
连接线是连接光伏组件与光伏逆变器的导线,通常由铜制成。
连接线的作用是将光伏组件产生的直流电能传输到逆变器,进一步转换为交流电能供电使用。
连接线的材质和质量直接影响光伏发电系统的发电效率和安全性。
光伏组件的工作原理是:当太阳光照射到太阳能电池片上时,光子的能量被电池片吸收,激发电子跃迁,产生电流。
这个过程是通过光电效应实现的,即光子的能量被电子吸收后,使电子从价带跃迁到导带,形成电流。
这样,光伏组件就将太阳能转化为电能,实现了清洁能源的利用。
光伏组件广泛应用于太阳能发电领域,包括屋顶光伏发电系统、太阳能电站和太阳能灯等。
它具有环保、可再生、分布式发电等特点,是解决能源短缺和环境污染问题的重要途径之一。
光伏组件是将太阳能转化为电能的装置,由太阳能电池片、玻璃封装、背板、支架和连接线等部分组成。
太阳能光伏电池组件设计与制造

太阳能光伏电池组件设计与制造自工业革命以来,能源消耗一直是人类经济发展的关键,但随着经济的不断发展,对于能源的需求也越来越大。
同时,环境问题也逐渐成为人类关注的热点。
在这种情况下,太阳能光伏电池组件作为一种新型的可再生能源,逐渐开始被广泛运用。
太阳能光伏电池组件是由多个太阳能电池单元拼接而成,可用于转换太阳光能为电能供应。
由于其具有广泛的应用,因此其制造和设计变得非常重要。
下面将从设计和制造两个方面来详细介绍。
设计方面:1.光伏电池单元设计光伏电池单元的设计对于太阳能光伏电池组件的整体效率具有重要影响。
一般来说,光伏电池单元采用p-n结构,它们可以充分利用太阳光强烈的辐射,通过半导体材料转换为电能。
在设计时,我们需要考虑的因素包括欧姆电阻、短路电流、开路电压等。
2.电池片组合电池片组合实际上是将多个光伏电池单元拼合到一起,成为一个光伏电池板,可以用于装载到太阳能光伏电池组件上。
在电池片组合的环节中,我们需要考虑的因素包括电池片尺寸、电池间隔、电极连接方式等。
3.模块设计在光伏电池板的设计中,最后要将电池片组合到一起形成整个太阳能光伏电池组件。
模块设计中,我们需要考虑光伏电池板的大小、玻璃厚度、支架结构、保护层等因素,同时,还需要考虑在不同的环境和气候条件下,太阳能光伏电池组件可以正常工作或旋转。
制造方面:1.制造材料太阳能光伏电池组件的制造材料是多种多样的。
一般来说,我们使用的是具有较高转换效率的单晶硅或多晶硅。
在制造时,以单晶硅为例,需要先准备晶状硅块,之后将其进行切割后形成光伏电池片。
因此,材料的准备对于光伏电池组件的制造至关重要。
2.组件制造光伏电池组件的制造通常分为以下几个环节:切割、清洗、钝化、涂覆等。
组件制造的目的是在制造过程中尽可能减少组件中光电效应失效的可能性,促进其在太阳光下的工作。
总之,太阳能光伏电池组件的制造和设计是一个复杂的过程,需要各个环节相互配合、相互支持,始能最终制造出高效率、高质量的太阳能光伏电池组件。
太阳能光伏电池组件选购建议

太阳能光伏电池组件选购建议随着全球环境问题的日益突出,人们对可再生能源的需求越来越大。
太阳能光伏电池作为一种重要的可再生能源装置,被广泛应用于家庭和商业领域。
本文将为您提供太阳能光伏电池组件选购的一些建议。
一、了解太阳能光伏电池组件的基本知识太阳能光伏电池组件由多个光伏电池单元组成,可将光能转化为电能。
在购买前,您需要了解一些基本知识,例如光伏电池的材料类型、工作原理、转换效率等。
常见的光伏电池材料有单晶硅、多晶硅和薄膜太阳能电池。
了解这些基础知识有助于您选择适合自己需求的光伏组件。
二、考虑太阳能光伏电池组件的转换效率太阳能光伏电池组件的转换效率是衡量其性能的重要指标。
转换效率越高,光伏组件将能够以更高的效率将太阳光转化为电能。
在选购时,建议选择转换效率较高的组件,以获得更高的发电效益。
三、考虑太阳能光伏电池组件的功率和尺寸根据自身需求和安装条件,选择合适功率和尺寸的太阳能光伏电池组件非常重要。
功率越大,组件能够产生的电能也越多。
然而,尺寸也需要考虑,尤其是在安装空间有限的情况下。
综合考虑功率和尺寸,选择适合的太阳能光伏电池组件是明智的选择。
四、了解太阳能光伏电池组件的质量和可靠性太阳能光伏电池组件的质量和可靠性直接影响其使用寿命和发电性能。
选择信誉良好的制造商,了解其产品的质量认证情况,可以增加购买的太阳能光伏电池组件的可靠性。
此外,了解组件的保修期限和售后服务政策也是非常重要的。
五、考虑太阳能光伏电池组件的价格和性价比在选购太阳能光伏电池组件时,请务必关注其价格和性价比。
较低的价格不一定意味着性能好,而较高的价格也不一定代表高质量。
需要综合考虑价格、性能和质量,选择具有较高性价比的太阳能光伏电池组件。
六、咨询专业人士的建议如果您对太阳能光伏电池组件选购仍然感到困惑,建议咨询专业人士的意见。
找到有经验的太阳能系统设计师或安装商,他们可以根据您的需求和实际情况,为您提供最合适的太阳能光伏电池组件选购建议。
光伏电池组件简介

光伏电池组建简介单体太阳电池不能直接做电源使用。
作电源必须将若干单体电池串、并联连接和严密封装成组件。
光伏组件(也叫太阳能电池板)是太阳能发电系统中的核心部分,也是太阳能发电系统中最重要的部分。
其作用是将太阳能转化为电能,或送往蓄电池中存储起来,或推动负载工作。
目录1、基本信息1.1 组成结构1.2 制作流程1.3 生产流程1.4 制造特点2、材料构成3、组件应用4、组件类型4.1 单晶硅4.2 多晶硅4.3 非晶硅4.4 多元化5、功率计算6、测试条件6.1 测试原理6.2 测试工具6.3 测试参数7、应用领域8、逆变器9、安全细则1、基本信息1.1 组织结构又称太阳电池组件( Solar Cell module),是指具有封装及内部联结的,能单独提供直流电输出的,最小不可分割的光伏电池组合装置。
光伏组件(俗称太阳能电池板)由太阳能电池片(整片的两种规格125*125mm、156*156mm、124*124mm等)或由激光切割机机或钢线切割机切割开的不同规格的太阳能电池组合在一起构成。
由于单片太阳能电池片的电流和电压都很小,然后我们把他们先串联获得高电压,再并联获得高电流后,通过一个二极管(防止电流回输)然后输出。
并且把他们封装在一个不锈钢、铝或其他非金属边框上,安装好上面的玻璃及背面的背板、充入氮气、密封。
整体称为组件,也就是光伏组件或说是太阳电池组件。
1.2 制作流程组件制作流程经电池片分选-单焊接-串焊接-拼接(就是将串焊好的电池片定位,拼接在一起)-中间测试(中间测试分:红外线测试和外观检查)-层压-削边-层后外观-层后红外-装框(一般为铝边框)-装接线盒-清洗-测试(此环节也分红外线测试和外观检查.判定该组件的等级)-包装.(1)电池测试由于电池片制作条件的随机性,生产出来的电池性能不尽相同,所以为了有效的将性能一致或相近的电池组合在一起,所以应根据其性能参数进行分类;电池测试即通过测试电池的输出参数(电流和电压)的大小对其进行分类。
光伏组件详细介绍

光伏组件详细介绍光伏组件,也称为太阳能电池板,是一种利用光电效应将太阳能转化为电能的装置。
随着环保意识的提高和可再生能源政策的推动,光伏组件在全球范围内得到了广泛应用。
下面将对光伏组件进行详细介绍。
一、光伏组件的基本结构光伏组件主要由光伏电池、玻璃、背板、框架和接线盒等组成。
其中,光伏电池是核心部分,负责将太阳能转化为电能。
玻璃具有透光率高、耐候性好的特点,可以保护光伏电池免受外界环境因素的影响。
背板主要起到绝缘和保护作用,防止电池板受到机械损伤。
框架通常由铝合金或不锈钢制成,用于支撑整个组件。
接线盒则负责将光伏电池产生的电流引出并输送到外部电路中。
二、光伏组件的工作原理光伏组件的工作原理基于光电效应。
当太阳光照射到光伏电池上时,光子携带的能量会将电池中的电子从原子中激发出来,形成电流。
这个电流通过接线盒和外部电路输送到负载或储能设备中,完成电能的转化和利用。
光伏组件的输出功率与光照强度、光谱分布、温度和光照时间等因素有关。
三、光伏组件的类型根据光伏电池的材料和制造工艺不同,光伏组件可以分为以下几种类型:1.晶体硅组件:采用单晶硅或多晶硅制造,具有高转化效率和稳定性好的特点,是市场上应用最广泛的光伏组件类型。
2.薄膜组件:采用非晶硅、铜铟镓硒等薄膜材料制造,具有轻便、柔性和成本低的优势,适用于弱光环境和分布式发电系统。
3.多结组件:由多个不同带隙的光伏电池堆叠而成,可以更有效地利用太阳光谱,提高转化效率,适用于太空和高海拔地区。
四、光伏组件的应用领域光伏组件广泛应用于以下领域:1.家庭和商业用电:通过安装光伏发电系统,可以将太阳能转化为电能供家庭和商业用途使用,降低电费支出。
2.工业用电:大型工厂和企业可以利用光伏组件建立分布式光伏发电系统,实现自给自足的电力供应。
3.交通设施:光伏组件可以用于公路、铁路和机场等交通设施的照明和供电系统,降低运营成本。
4.农业设施:光伏温室、光伏养殖等设施可以利用光伏组件为农业生产提供电力和热能。
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(3) 组件的光学老化——封装材料的变色可导致性能逐渐下降 (4) 电池短路——容易在电池互联的地方出现
降格与失效
(5)电池断路——电池的破裂可导致 断路 热应力 冰雹或碎石 在生产或装配过程中造成的“隐 性裂痕”
(6) 互联的断路与寄生串联电阻—— 由于循环热应力和风力负荷会导致连 接件的疲劳,从而导致互联电路的断 路故障,寄生串联电阻会随时间的推 移而逐渐增大。随着铅锡合金的老化, 焊接处会变脆且会破裂分离成锡和铅 的碎片,导致电阻的增加。 (7) 组件的断路和寄生串联电阻— —断路故障和老化的影响也会在组件 结构中出现,最典型的是在总电线和 接线盒中发生
组件构造
背膜: TPT--聚氟乙烯复合膜。关于太阳电池组件封装的TPT至少应该有三层结构: 外层Tedlar(PVF)+中间层PET+内层Tedlar(PVF),外层保护层PVF具有良好 的抗环境侵蚀能力,中间层为聚脂薄膜具有良好的绝缘性能,内层PVF需经表面处 理和EVA具有良好的粘接性能。封装用Tedlar必须保持清洁,不得沾污或受潮,特 别是内层不得用手指直接接触,以免影响EVA的粘接强度。另外还有TPE、BBF等。 主要技术指标: ①与EVA黏结强度≥20 ②水蒸汽透过率(%):≤1.5 ③绝缘性能 ④拉伸率(%):≤120
温度对太阳能电池I-V特性的影响
影响组件性能的因素
辐照度:组件温度不变时,短路电流(Isc)与辐照度成正比,与之伴随最大 输出功率(Pm)与辐照度大致成正比 NOCT(Normal Operating Cell Temperature 额定电池工作温度):当组 件电池处于开路状态,并在一下具有代表性情况时所达到的温度 电池表面光强强度=800W/m2 空气温度=20℃ 风速=1m/s 支架结构=后背面打开
组件构造
封装材料:大部分长时间湿气的渗入是组件失效的原因。水蒸气在电 池板或者电路上冷凝会导致短路或者腐蚀。因此组件必须对气体、蒸 汽或液体有很强的抵御性。最易受侵入的地方是电池盒封装材料之间 的界面,以及所有不同材料接触的界面。通常的封装材料是乙烯-醋酸 乙烯共聚物(EVA)、特氟纶(Teflon)和铸件树脂。 EVA 胶膜是一种热固性的膜状热熔胶,常温下不发粘,便于操 作;在熔融状态下,它和硅晶片、玻璃、TPT 产生粘接,成为太阳电 池板。 主要技术指标: ①固化条件:快固胶膜135~140℃、15~20m in 常规胶膜145~ 150℃、30m in ②透光率( % ):≥91 ③剥离强度( N /cm ):玻璃/胶膜≥30 TPT/胶膜≥20 ④交联度( % ):70~85 ⑤耐紫外光老化:不龟裂、不变色 ⑥耐温性:- 40~85 ℃
软硬度:由铜锡的比例决定,影响可焊性 电阻:由横截面积决定,影响组件功率输出
组件性能
太阳能电池组件把接收的光能转换成电能,其输出电流-电压的特性如下图。这个 曲线也称I-V曲线。 最大输出功率(Pm)=最大输出工作电压(Vpm)×最大输出工作电流(Ipm) 开路电压(Voc):正负极间为开路状态时的电压 短路电流(Isc):正负极间为短路状态时的电流 最大输出工作电压(Vpm):输出功率最大时的工作电压 最大输出工作电流(Ipm):输出最大功率时的工作电流 填充因子(FF)=Pm/(Voc·Isc) FF越接近1,太阳能电池的质量就越好
降格与失效
组件的操作寿命是由封装的耐久性决定的。虽然光致退化能够引起硼掺杂硅电池 的降格。实际应用表明,在20~30年预期寿命之后,太阳能组件就会以不同的形式降格 或失效。长期的性能研究表明,典型的性能损耗范围每年在1%~2%之间。
(1) 前表面污损——随着前表面灰尘的积累会降低组件的性能。 (2) 电池的降格 由于金属接触附着力的降低或者腐蚀引起寄生串联电阻Rs变大 由于金属迁移层透过P-N结结果导致寄生分流电阻Rsh减小 抗反射涂层的老化 电池中活跃的P型材料硼形成硼氧化合物而造成衰减
到达地球表面必须经过的大气光学质量AM AM= 1/cos θz 当θz =0°时,大气光学质量等于1或称AM1 当θz =60°时,则大气光学质量等于2或称AM2 AM1.5相当于太阳光和垂线方向成48.2°,为光伏业界的标准。
影响组件性能的因素
温度:太阳能电池的工作温度由环境温度、封装电池的组件特性、照射在组件 上的日光强度以及其他一些变量,如风速等因素决定。 如果太阳能组件表面温度升高,则输出功率下降,呈现负的温度特性。 晴天受到辐射的组件表面温度比外接气温高20~40°,所以此时组件的输出功 率比标准状态低。如果辐照度相同,冬季比夏季输出功率大。辐照度不变时, 温度上升,开路电压(Voc)与最大输出功率下降。
影响组件性能的因素
寄生电阻的影响 太阳能电池通常伴随有寄生串联电阻和分流电阻,如下图所示,两种电 阻都会导致FF降低。 串联电阻Rs主要来源于半导体材料的体电阻、金属接触与互联、载流子 在顶部扩散层的运输,以及金属盒半导体材料之间的接触电阻。 分流电阻Rsh是由于P-N结的非理想性和结附近的杂志造成的,它引起结 的局部短路,尤其是在电池边缘。
太阳能电池组件
太阳能电池
常用的太阳能电池主要是硅太阳能电池。晶体硅太阳能电池由一个晶体硅片组成,在 晶体硅片的上表面紧密排列着金属栅线,下表面是金属层。硅片本身是P型硅,表面扩散 层是N区,在这两个区的连接处就是所谓的PN结。PN结形成一个电场。太阳能电池的顶部 被一层抗反射膜所覆盖,以便减少太阳能的反射损失。 太阳能电池的工作原理如下: 光是由光子组成,而光子是包含有一定能量的微粒,能量的大小由光的波长决定,光被晶 体硅吸收后,在PN结中产生一对对正负电荷,由于在PN结区域的正负电荷被分离,因而可 以产生一个外电流场,电流从晶体硅片电池的底端经过负载流至电池的顶端。 这就是 “光生伏打效应”。 将一个负载连接在太阳能电池的上下两表面间时,将有电流流过该负载,于是太阳能电池 就产生了电流;太阳能电池吸收的光子越多,产生的电流也就越大。光子的能量由波长决 定,低于基能能量的光子不能产生自由电子,一个高于基能能量的光子将仅产生一个自由 电子,多余的能量将使电池发热,伴随电能损失的影响将使太阳能电池的效率下降。
标准测试条件(STC)
由于太阳能电池组件的输出功率取决于太阳辐照度、太阳能光谱的分布和太阳能电池的温度, 因此太阳能电池组件的测量在标准条件下(STC)进行,测量条件被欧洲委员会定义为101号标 准,其条件是:太阳能电池组件表面温度25℃,光谱分布AM1.5,辐照度1000W/m2
AM(air mass) 当天空晴朗,太阳在头顶直射且阳光在大气中经过的光程最短时,到达地球表面的太阳辐射最强, 如图所示,这个光程可用1/cos θz近似, 是太阳光与本地垂线的夹角。这个光程被定义为太阳辐射
组件设计
热膨胀是设计组件时必须考虑的温度效应,下图表明了电池随温度升高所发生的热 膨胀。 电池之间的空间可以增加一定量δ,公示如下:
δ=(αgC-αcD)ΔT
其中,αg和αc分别表示玻璃和电池的膨胀系数,C是相邻电池之间中心的距离, D表示电池的长度。 通常情况下,电池与电池之间采取环形互联,是为了减少循环应力。双重互联 是为了降低在这样的应力下而自然疲劳失效的概率。 除了相互连接的应力,所有的组件界面会受到温度相关的循环应力,甚至最终 可能导致脱层。
电池串中的“坏”电池的反偏(导致这种情况的原因是, “好”电池试图以高于“坏”电池所能承载的电流导通 “坏”电池,即使在短路的情况下也是如此)
在一组电池中潜在的“热点”,左图的 电池组合与有图的电池组合是等效的
影响组件性能的因素
旁路二极管 对于热点问题和失谐电池,一个解决办法是在原电路基础上加装旁路二极管。通常情况下,例如光线不被遮 挡时,每个二极管处于反偏压,每个电池都在产生电能。当一个电池被遮挡时会停止产生电能,成为一个高组织 电阻,同时其他电压促使其反偏压,导致连接电池两端的二极管导通,原本流过被遮挡的电池的电流被二极管分 流
太阳能电池等效电路中的寄生串联电阻以及分 流电阻
影响组件性能的因素
非相同特性的电池 在实际情况中,所有电池都具有不同的特性,输出最小的电池限制了整个组件的总输出。 组件中电池的最大输出的总和与组件实际到达的最大输出之间的差别就是失谐损耗。 热点过热 存在于组件里的失谐电池壳导致某些电池在产生能量而某些电池在消耗能量,最坏的情 况是,当组件或者组件串被短路时,所有的“好”电池的输出都会消耗在“坏”电池上。能 量在“坏”电池上的消耗导致电池P-N结的局部击穿,在很小的区域会产生很大的能量消耗, 导致了局部过热,或成为“热点”,从而会导致电池或玻璃开裂、焊料融化等破坏性结果。
因此,36片电池串联得到: 开路电压(Voc)=21.6V(25℃) 短路电流(Isc)=3.0A 填充因子(FF)=75% 最大功率电压(Vmp)=18V(25℃) 最大功率电流(Imp)=2.7A 实际上,封装到组件中的电池比未经封装的电池效率要低一些,因为: 玻璃的表面反射 电池与密封材料之间的反射 电池之间的失谐损失 互联阻抗损失
单体
组件
方阵
组件构造
组件必须能够经受想灰尘、盐、沙子、风雪雨、冰雹、潮湿、湿气的 冷凝和蒸发、大气气体污染、每日和季节温度的变化,以及能在长时间紫 外光照射下保持性能 玻璃:必须具有并且保持对于350~1200nm波段太阳光的良好的透过率; 必须具有好的抗冲击能力,具有坚硬、光滑、平坦、耐磨,以及能利用风、 雨或喷洒水进行自我清洁的抗物表面。一般采用能确保90%以上透光率切 具有高抗冲击力的约3mm厚经过无色透明热处理后的玻璃。
有一个旁路二极管的“坏”电池对总输出的影 响(当总电路短路时,“坏”电池盒二极管上 消耗的能量约等于一个“好”电池的输出能量 实际上,将每个电池配备一个旁路二极管会过于昂贵,所以二极管通常会连接于一组电池的两端。被遮挡 的电池的最大消耗功率大约等于该电池所在电池组的总发电能力