【正文】 凈特性； （ 4） 柔韌性； （ 5） 電絕緣性能 。 組件電路設(shè)計(jì) 串聯(lián)電池組的開路電壓 VOC是每個(gè)電池開路電壓的 和 太陽電池并聯(lián) 并聯(lián)電池組的短路電流 ISC是每個(gè)電池短路電流的 和 。 串聯(lián)、并聯(lián) N個(gè)電池串聯(lián)、 M個(gè)電池并聯(lián)的電路 IV曲線。 s c T o t a l s cI I M? ??mp T ot al mpI I M? ??o c T o t a l o cV V N? ??m p To tal m pV V N? ??一塊硅光伏電池板是通常是由多塊太陽能電池互相串聯(lián)而成 。 光伏組件的輸出電壓通常被設(shè)計(jì)成 12V。 在 25℃ 和 件下 ， 單個(gè)硅太陽能電池的輸出電壓只有 。 考慮到一些電壓損失 ， 大多數(shù)光伏組件由 36塊電池片組成 。 單晶硅電池的面積通常為 100cm2， 總的輸出電流大約為 。 組件電路設(shè)計(jì) 失配損失 失配是互聯(lián)的電池沒有相同的性能或者 在不同的條件下 工作 (如樹蔭遮擋 )造成的 。 失配是一個(gè)相當(dāng)嚴(yán)重的問題 ， 因?yàn)檎麄€(gè)光伏組件的輸出是決定于表現(xiàn)最差的電池的輸出 。 這會(huì)導(dǎo)致局部電能的嚴(yán)重?fù)p失， 而由此產(chǎn)生的局部加熱也可能引起組件無法挽回的損失 。 主要失配方式 1. 串聯(lián)電池開路電壓 Voc失配 2. 串聯(lián)電池短路電流 Isc失配 3. 并聯(lián)電池短路電流 Isc失配 4. 并聯(lián)電池開路電壓 Voc失配 1. 串聯(lián)電池的開路電壓失配 對于串聯(lián)電池，開路電壓 Voc失配是一種不太嚴(yán)重的失配類型。 由于 : Vmp2Vmp1 ， Imp2 = Imp1 且有 : PmpTotal = Pmp2 + Pmp1 。 所以 Vmp2 Imp2 Vmp1 Imp1。 對于串聯(lián)電池 ， 短路電流失配 Isc對光伏組件有重大影響 。 當(dāng)電路電流 I大于 Isc2時(shí)，電池 2的電壓為負(fù)，將消耗電池 1產(chǎn)生的功率。 所以： 好電池 1輸出的電流決定于 差電池 2的輸出電流大小，好電池 1輸出的額外電流被 電池 2以熱能形式消耗。 短路電流失配 短路電流估算 將兩個(gè)電池短路 ，則總電壓為： V1+V2=0 發(fā)現(xiàn)此時(shí)電池 2工作在 反向偏置 情況 。 反向偏置是由電池 1導(dǎo)致的 ， 那么電池 2消耗了電池 1產(chǎn)生的功率 ， 表現(xiàn)為 電池 2溫度上升 。 滿足 V1+V2=0 Isc≠ Isc2 遮蔽對 Isc、 Voc的 影響 遮蔽對 Isc、 Voc的 影響 遮蔽對 Isc、 Voc的 影響 熱斑現(xiàn)象 好電池產(chǎn)生的額外電流將變成好電池的前置偏壓。如果串聯(lián)電池被短路，則所有好電池的前置偏壓都將變成問題電池的反向電壓。當(dāng)數(shù)量很多的串聯(lián)電池一起把前置偏壓變成問題電池的反向電壓時(shí)，在問題電池處將會(huì)有大的能量耗散，這就是熱斑加熱現(xiàn)象。 解決失配的方法 在組件中串聯(lián)旁路二極管 。 當(dāng)串聯(lián)模塊處在反方向偏置時(shí) ， 旁路二極管則成為正向偏置 ， 這就限制了此模塊中的功率消耗 ， 并為組件或分支電路的電流提供低阻通道 。 通過增加每個(gè)組件或分路的串聯(lián)模塊及并聯(lián)電池串的數(shù)目，可提高組件對電池失配、電池破裂以及部分陰影的容忍度。 串聯(lián)旁路二極管（ bypass diodes） 無失配 失配 電流可以從旁路二極管流過 。 旁路二極管作用 旁路二極管降低了壞電池消耗的功率 。 加了旁路二極管后 ， 壞電池輸出的 IV曲線 太陽電池組件的旁路二極管 通常 15個(gè)電池共用一個(gè)旁路二極管 ， 對于由36塊電池片組成的太陽電池組件需要兩個(gè)旁路二極管 。 2. 并聯(lián)電池的短路電流失配 對于并聯(lián)電池，短路電流 Isc失配是一種不太嚴(yán)重的失配類型。 并聯(lián)電路的開路電壓失配 將兩個(gè)電池開路 ， 則總電流為： I1+I2=0， 可以得到開路電壓 串聯(lián)電池 Isc失配和并聯(lián)電池 Voc失配 需外加旁路二極管和阻塞二極管 。 太陽能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成 太陽能光伏系統(tǒng)圖 工作原理 ： 白天 ，在光照條件下，太陽電池組件產(chǎn)生一定的電動(dòng)勢，通過組件的串并聯(lián)形成太陽能電池方陣，使得方陣電壓達(dá)到系統(tǒng)輸入電壓的要求。再通過充放電控制器對蓄電池進(jìn)行充電，將由光能轉(zhuǎn)換而來的電能貯存起來。當(dāng)需要供電時(shí)， 蓄電池組 為 逆變器提供輸入電，通過 逆變 器 的作用，將直流電轉(zhuǎn)換成 交流 電 ，輸送到配電柜，由配電柜 的 切換 作用進(jìn)行供電。 太陽能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成 ①太陽能電池板 太陽能電池板是太陽能光伏系統(tǒng)中的核心部分，太陽能電池板的作用是將太陽的光能轉(zhuǎn)化為電能后，輸出直流電存入蓄電池中。 ②蓄電池 蓄電池作為 光伏 系統(tǒng)的儲(chǔ)能設(shè)備，在整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)中起著非常重要的作用。首先，由于 太陽光 是不穩(wěn)定的，在光照過剩的情況下，存儲(chǔ)負(fù)載供電多余的電能，在光照欠佳時(shí)，蓄電池可以作為負(fù)載的供電電源 。其次，蓄電池具有濾波作用，能使發(fā)電系統(tǒng)更加平穩(wěn)的輸出電能給負(fù)載 。 ① ② 太陽能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成 ③控制器 控制光伏陣列對蓄電池組進(jìn)行充電，并控制蓄電池組對負(fù)載的放電，實(shí)現(xiàn)蓄電池組的過充和過放保護(hù)，對蓄電池進(jìn)行溫度補(bǔ)償，并監(jiān)控蓄電池組的電壓和啟動(dòng)相關(guān)輔助控制。 ④逆變器 逆變器是 光伏 系統(tǒng)的電能變換設(shè)備，是將直流電變換為交流電的設(shè)備。其工作原理是利用半導(dǎo)體功率開關(guān)器件的開通與關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)直流電變換為交流電的一種電力電子設(shè)備。 ③ ④ 太陽能電池系統(tǒng)的應(yīng)用 ?農(nóng)村電氣化 太陽能電池在農(nóng)村電氣化方面的主要用途有： ①戶用電源系統(tǒng)； ②村用電源系統(tǒng)； ③光伏水泵； ④通信光伏電源。 戶用光伏電源系統(tǒng)圖 村用光伏電源系統(tǒng)圖 太陽能電池系統(tǒng)的應(yīng)用 ?農(nóng)村電氣化 農(nóng)村用的光伏水泵 農(nóng)村用的光伏通信基站 太陽能電池系統(tǒng)的應(yīng)用 ?農(nóng)村電氣化 我國爭取在 2022年以前，全部解決西部 50戶以上的無電村和 15%的散居無電戶的用電問題； 20222022年間，爭取解決 10000個(gè)無電村和 100萬無電戶的用電問題。 20222022年用于農(nóng)村離網(wǎng)光伏發(fā)電的發(fā)展規(guī)劃 項(xiàng)目 2022 2022 2022 2022 2022 2022 2022 2022 年裝機(jī)峰值 /MW 2 5 15 30 50 70 100 安裝成本峰值 /(萬元 /kW) 7 新增投資峰值 /億元 52 累計(jì)裝機(jī)峰值 /MW 28 30 35 50 80 130 200 300 年發(fā)電量 /(GWh ) 33 55 88 143 220 330 太陽能電池系統(tǒng)的應(yīng)用 ?離網(wǎng)供電 太陽能光伏系統(tǒng)用于離網(wǎng)供電的主要驅(qū)動(dòng)力是解決無電網(wǎng)用戶的供電問題。對某些特殊的用戶，專門架設(shè)電網(wǎng)的相對成本很高，因而可以用光伏系統(tǒng)來進(jìn)行供電。 太陽能路燈 太陽能廣告牌 太陽能電池系統(tǒng)的應(yīng)用 ?離網(wǎng)供電 太陽能照明 太陽能交通信號燈 太陽能電池系統(tǒng)的應(yīng)用 ?太陽能離網(wǎng)供電的其他應(yīng)用 光伏航標(biāo)燈 太陽能計(jì)算器 太陽能手表 太陽能電池系統(tǒng)的應(yīng)用 ?太陽能離網(wǎng)供電的其他應(yīng)用 太陽能汽車 太陽能光伏的空間應(yīng)用 太陽能飛機(jī) 太陽能電池系統(tǒng)的應(yīng)用 ?并網(wǎng)供電 并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)就是太陽能組件產(chǎn)生的直流電經(jīng)過并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換成符合市電電網(wǎng)要求的交流電這后直接接入公共電網(wǎng)。 在靠近電網(wǎng)的地區(qū)，建設(shè)大型的太陽能光伏電站，為電網(wǎng)輸送電力的主要驅(qū)動(dòng)力有三個(gè)： ① 可以滿足高峰電負(fù)荷需求； ② 環(huán)境保護(hù)； ③ 很多國家政府出臺(tái)了各種優(yōu)惠政策，鼓勵(lì)太陽能發(fā)電的發(fā)展。 太陽能并網(wǎng)系統(tǒng) 太陽能電池系統(tǒng)的應(yīng)用 ?并網(wǎng)供電 我國規(guī)劃在 2022年以前建立 2～ 3座 10～ 20MW規(guī)模的開闊地先導(dǎo)太陽能光伏示范電站，總裝機(jī)容量達(dá)到 30MW； 20222020年正式啟動(dòng)中國開闊地光伏電站計(jì)劃，爭取 20222020年新增光伏電站裝機(jī)容量11970MW，到 2020年年底累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到 12GW。 20222022年中國開闊地光伏發(fā)電的發(fā)展情況 項(xiàng)目 2022 2022 2022 2022 2022 2022 年裝機(jī)容量峰值 /MW 2 4 4 5 5 10 安裝成本峰值 /(萬元 /kW) 5 新增投資 /億元 累計(jì)裝機(jī)容量峰值 /MW 2 6 10 15 20 30 年發(fā)電量 /(GWh )