【正文】 輸出能量降低。一個處于25℃的電池如果以C/20的放電流進行放電（C為電池標(biāo)定容量）則可以提供100%的能量（電池的標(biāo)定能量）。我們知道雖然其價格昂貴但能在惡劣的環(huán)境下工作，且可完全放電而不會損壞，電解液不會凍住，也可以省去系統(tǒng)中的控制器這一部分。電解液的液面需要經(jīng)常檢查，并定期加入蒸餾水以保證電極是被淹沒的。許多密封式電池（即所謂的免維護電池）就是淺循環(huán)電池，一般的淺循環(huán)電池的放電量不應(yīng)超過電池容量的25%。電池工作有淺循環(huán)和深循環(huán)之分。電極可用不同的厚度，不同的合金（如鉛鈣，鉛銻合金）以用于不同類型的電池。電池所能承受的放電容量與其結(jié)構(gòu)有關(guān)。 下面介紹一下蓄電池的特性，了解這些特性可以使我們更好地使用它們。所以在電池周圍工作時應(yīng)使用防護工具如手套，膠鞋，護目鏡。任何電池對于人類尤其是兒童，還有動物都是具有危險性的，所以應(yīng)有經(jīng)驗的人操作，同時，要保持輸出端有蓋子，因為一個典型的光伏系統(tǒng)在輸出端短路時能產(chǎn)生6000A的電流，盡管這個電流僅持續(xù)幾毫秒，但是以將工具弧焊在輸出端上，而且電壓越高，危害越大?？捎脧?fù)合劑或催化劑的電池蓋以用氧將氫氣化合成液態(tài)水流回電解液。系統(tǒng)電器元件不能安裝在電池附近，因為其所產(chǎn)生的火花可能會點燃氫氣。對于開放式電池在充電時會產(chǎn)生具有爆炸性的氫氣。鉛鈣電池可以有幾次深度級放電，它們首期投入成本低，但壽命卻低于鉛—酸電池。由于極板材料鉛較軟，所以要加一些如銻或鈣之類的元素以加強鉛板的硬度，這樣可改善電池的性能。由此可知，控制器并不能通用。由于可以完全放電，在某些系統(tǒng)中控制器就可以省下來不用了。通常當(dāng)電池容易大于100Ah時，電池是開放的，對于濕性蓄電池應(yīng)按時添加電解液（蒸餾水）。大多數(shù)密封電池有放氣口可放出氫氣，但是卻不允許添加電解液，它們可能被 標(biāo)定為深度循環(huán)電池，但它們通常比工業(yè)級濕性蓄電池的循環(huán)次數(shù)要少。完全放電一兩次常常就會損壞，因此它們不能在某些光伏系統(tǒng)中。淺循環(huán)電池使用較輕的電極板。 深度循環(huán)電池是用較大的電極板制成，可承受標(biāo)定的充放電次數(shù)。在小系統(tǒng)中，在干路上用一個阻塞二極管就夠了，不要兩種都用，~%，這也是不小的一個比例。任何一個獨立光伏系統(tǒng)都必須有防止從蓄電池流向陣列的反向電流的方法或有保護或失效的單元的方法。但是有些偶然的遮擋是不可避免的，所以需要用旁路二極管來起保護作用。 光伏陣列的任何部分不能被遮蔭，它不像太陽能集熱器，如果遮住了光伏組件必須有相同的電流。C。IVIsc ImpmVmpVoc 光伏組件的IV特性圖 對于一個給定的電池面積，電流與太陽輻照度成正比且?guī)缀跖c溫度無關(guān)，而電壓（功率）隨溫度升高而下降。對于給定的組件的輸出可由其電流電壓（I—V）曲線來估算。 目前，上海交通大學(xué)，就用物理系，太陽能研究所采用結(jié)晶硅太陽電池電力用組件的封裝方式，整個組件效率達15%，達到全國先進水平。效率達58%其中電能轉(zhuǎn)換5%，熱能轉(zhuǎn)換53%。 非晶硅太陽電池作為選擇吸收膜的特性 非晶硅太陽電池被密封真空玻璃管內(nèi)，所以不要包封，太陽能的總轉(zhuǎn)換202。 聚光型光熱混合型組件 聚熱型光熱混合型組件是將太陽電池連接到聚熱板上而發(fā)電的。 ，聚光型太陽電池背面通過導(dǎo)熱媒介物進行聚熱。 熒光聚光板型太陽電池 (四)混合型組件 光熱混合型組件是為更有效地利用太陽能，讓太陽光發(fā)電又發(fā)熱的器件。 現(xiàn)在這種熒光聚光板型太陽電池已能做到面積為1m2的效率為1%；面積為1600cm2的，%。（2）反光鏡式 反光鏡式又有兩種形式，一種是采用拋物面鏡，太陽電池則放在其焦點上，另一種是底面放置太陽電池，側(cè)面配置反光鏡，（b）所示的槽形拋物面鏡的形式較為常用。 太陽電池除了采用單晶硅太陽電池以外，常采用轉(zhuǎn)換效率較高的砷化鎵太陽電池。菲涅耳透鏡的形狀有圓型和線型之分。它分為透鏡式和反光鏡式兩種。圖 太陽電池組件數(shù)輸出特性與溫度關(guān)系的實例(單晶硅電池組件的大小：*非單晶硅電池組件的大?。?) 圖 太陽電池組件輸出特性與光強關(guān)系的實例(組件大小同圖) 非晶硅太陽電池組件與單晶硅太陽組件相比，其輸出對溫度的關(guān)系較小，轉(zhuǎn)換效率隨著光強的減小，在直線范圍內(nèi)比單晶硅的小。圖 采用非晶硅太陽電池的各種電力用組件的結(jié)構(gòu) 下 圖分別給出一單晶硅太陽電池組件和非晶硅太陽電池組件與溫度的關(guān)系和與光強的關(guān)系。此外，圖（b）所示的組件類型也在研究之中。 此外，對可靠性要求特別高的應(yīng)用，開發(fā)了一種新的封裝方式，如下圖（c），即在兩塊玻璃板之間用樹脂把太陽電池封入。填充材料主要采用在紫外光照射時透過率衰減較小的聚乙烯醇縮丁醛（PVB）和耐濕性良好的乙烯乙酸乙烯（EVA）。圖各種結(jié)構(gòu)晶硅太陽電池電力用組件的結(jié)構(gòu) 目前最常用的是上圖所示的超光面式結(jié)構(gòu)，在太陽電池的受光面放一塊透明基板作組件的支撐板，其下用填充材料和背面被覆蓋材料將太陽電池密封。（a）所示的是襯片式結(jié)構(gòu)，是在太陽電池的背后放一塊襯片作為組件的支撐板，其上用透明樹脂將整個太陽電池封住。因為非晶硅是靠氣體反應(yīng)形成的，很容易形成薄膜，在一塊襯底上便于使多個單元電池串聯(lián)連接而獲得；較高的電壓輸出?？梢?，為驅(qū)動電子裝置，需要一定的高壓，而該組裝方法存在問題是成本高，接線點太多；從可靠性的觀點來看接線點太多是不利的。而單個太陽電池產(chǎn)生的電壓小于1V，所以要驅(qū)動這些電子產(chǎn)品，必須使多個太陽電池元件串聯(lián)連接才能達到要求電壓。 按照太陽電池的用途，目的、規(guī)模、太陽能電池的種類等有各種形狀的太陽能電池組件，下面就幾種典型的例子進行介紹。這些電池正面用退水玻璃背面用軟的東西封裝。 光伏組件是由太陽能電池片群密封而成，是陣列的最小可換單元。下而我們分別加以討論。 劉清華 1150599692 13798529014第一部分 光伏系統(tǒng)各部件介紹１．１前言 獨立光伏系統(tǒng)的構(gòu)成主要包括：光伏組件（陣列）、蓄電池、逆變器、控制器。見下圖。太陽電池板控制器逆變器負載蓄電池圖 光伏系統(tǒng)方框圖１．２光伏組件（陣列） 一個光伏陣列包含兩個或兩個以上的光伏組件，具體需要多少個組件及如何連接組件與所需電壓（電流）及各個組件的參數(shù)有關(guān)。目前大多數(shù)太陽能電池片是單晶或多晶硅電池。它就是光伏系統(tǒng)中把輻射能轉(zhuǎn)換成電能的部件。（一） 用于電子產(chǎn)品的組件 為驅(qū)動計算器手表，收音機、電視、充電器等電子產(chǎn)品。 下圖示出了民用晶體太陽組件的結(jié)構(gòu)，是把太陽電池元件排列好，串聯(lián)連接做成組件。圖 民用晶體硅太陽電池組件的結(jié)構(gòu) 另一種是非晶硅太陽電池。（二）用于電力的組件 電力用的太陽電池一般均安裝在調(diào)用外，所以除太陽電池本身以外，還必須采用能經(jīng)受雨、風(fēng)、砂塵和溫度變化甚至冰雹襲擊等的框架、支撐板和密封樹脂等進行完好的保護，現(xiàn)正研究各種電力用的太陽電池組件的結(jié)構(gòu)。支撐板采用纖維鋼化塑料（FRP）等。上面的透明板用玻璃，最好采用透明度和耐沖擊強度均好的鋼化白玻璃。反面涂層多采用金屬鋁同聚氟乙烯（PVF）夾心狀結(jié)構(gòu)，使其具有耐濕性和高絕緣性。 隨著非晶硅太陽電池的發(fā)展，也在研究采用同晶體硅太陽電池一樣的超光面封裝方式，如下圖所示，把集成型太陽電池襯底玻璃直接用作受光面的保護板，各單元電池的連接也不用導(dǎo)線，所以能使組件的組裝工藝變得特別簡單。今后如更大面積太陽電池的研制取得進展的話，一般估計圖（c）所示的單塊襯底型組件是更適合的，這樣可以進一步使組件成本降低。與單個電池的溫度系數(shù)不同，這是因為組件中包括了接線部分的因素。（三）聚光式組件 聚光式太陽電池發(fā)電系統(tǒng)是在聚焦的太陽光下工作的，有關(guān)這方面的研究工作最近在美國取得了較大的進展。 （1）透鏡式 聚光所必須的大面積凸透鏡采用透鏡，它是把分割的凸透鏡曲面連接在一起。（a）示出了線型菲涅耳透鏡的實例，太陽光聚焦于配置為點狀或線狀的太陽電池上。在圓型菲涅耳透鏡、聚光比為500~1000倍的點聚焦情況下，單晶硅太陽電池的轉(zhuǎn)換效率達15—17%而砷化鎵太陽電池的達到18—20%。 此外還有其它方式,（a）所示為熒光聚光板型太陽電池，是把所吸收的太陽電池光通過熒光板變?yōu)闊晒?，熒光在熒光板?nèi)傳播，最后被聚集于放置著太陽電池的端部。另外在該方式中，（b）所示的波長為分割型的熒光聚光板型太陽電池，其關(guān)鍵問題是要降低熒光板的價格，提高發(fā)光效率，以及提高可靠性等。這種混合型組件有聚光型光熱混合型組件和聚熱器型光熱混合型組件。新能源綜合開發(fā)機構(gòu)（NEDO）委托研究做系統(tǒng)能得到5KW的電輸出，25KW的熱輸出。 采用非晶硅太陽電池的光熱混合型組件 非晶硅太陽電池因為在可見光范圍吸收系數(shù)很大，而在紅外線范圍反射系數(shù)大，所以也起著良好的選擇吸收膜的作用。189。這對降低成本很有好處。 有四個因素決定了光伏組件的輸出功率：負載電阻、太陽輻照度，電池溫度和光伏電池的效率。,在某一溫度（T）下太陽的照度也為一定的情況下，通過測定得了的數(shù)據(jù)繪出了些圖，（VOC），短路電流（ISC），最大功率點m處的電流（Imp）和電壓（Vmp）可得組件的功率Wm=ImpVmp。一般來說，%/176。由此可以看到組件的溫度對其功率的輸出影響較大，所以陣列要安裝在通風(fēng)的地方，以保持涼爽；不能在一個屋頂或同一個支撐結(jié)構(gòu)上安裝過多的組件。如果有幾個電池被遮蔭，則它們便不會產(chǎn)生電流且會成為反向偏壓，這就意味著被遮電池消耗功率發(fā)熱，久而久之，形成故障。如果所有的組件是并聯(lián)的，就不需要旁路二極管，即如果要求陣列輸出電壓為12V，而每個組件的輸出恰為12V，則不需要對每個組件加旁路二極管，如果要求24V陣列（或者更高），那么必須有2個（或者更多的）組件串聯(lián)，這時就需要加上旁路二極管，,組件組件組件組件+DC24V…… 帶旁路二極管的串聯(lián)電池組件組件組件組件+DC24V……阻塞二極管 對于24V陣列阻塞二極管的接法阻塞二極管是用來控制光伏系統(tǒng)中電流的。如果控制器沒有這項功能的話，就要用到阻塞二極管，又可在陣列與控制器之間的干路上，但是當(dāng)多條支路并聯(lián)接成一個大系統(tǒng)，則應(yīng)在每條支路上用阻塞二極管（）以防止由于支路故障或遮蔽引起的電流由強電流支路流向弱電流支路的現(xiàn)象。蓄電池 蓄電池是用來將光伏陣列產(chǎn)生的電能（直流）存儲起來供后級負載（逆變器和交流負載）使用的部件，在獨立光伏系統(tǒng)中，一般都需要控制器來控制其充電狀態(tài)和放電深度，以保護蓄電池延長其使用壽命。循環(huán)次數(shù)取決于放電深度，放電速度，充電前的時間，充電速率等等。淺循環(huán)電池不能象深度循環(huán)電池那樣多次地循環(huán)使用。有些蓄電池電解質(zhì)是膠體，這種膠體電解質(zhì)電池易于維護，因為它通常是密封的，當(dāng)電池翻轉(zhuǎn)也不會泄露。有電解液的電池可能是密封的，或者有一個小帽，這樣就可以向其中添加蒸餾水了。 鎳鎘電池在有些國家使用，它們通常比鉛酸電池貴，但鎳鎘電池壽命長，維修率低，耐用，可承受極熱極冷的溫度，而且可以完全放電。請注意：如果要為鎳鎘電池配置控制器，則必須提出要求，由供應(yīng)商提供，而不能用一般的控制器,因為一般提供的控制器是為鉛酸電池設(shè)計的，其所控的充電程度不同于鎘電池。 用在獨立光伏系統(tǒng)的電池應(yīng)是深度循環(huán)大負載類型的。鉛—銻電池可承受深度放電，但因為水耗散大，需要定期維護。 大多數(shù)電池有酸性或腐蝕性物質(zhì)，如果操作不當(dāng)就比較危險甚至危及生命。這些電池需擺放在通風(fēng)良好的地方。同時鉛酸電池的酸性氣體會腐蝕和損壞電子元件。這些蓋子有3~5年壽命，但還要定期檢查和清洗以保證其動行良好。當(dāng)電壓高于24V時電擊可以引起生命危險；在12V電壓下，如果電池偶然短路，大電流能引起火災(zāi)。電池一般很重，所以在搬動時須注意，不要閃了腰。一、 放電深度，它以電池容量的百分數(shù)表示，標(biāo)定容量可以從電池外殼上或說明書上獲得。絕大多數(shù)普通電池有電活性的鉛合金板，浸沒于稀的電解液中，板可分為普蘭特式（純鉛），涂漿極板式和管式。一般來說，電極板越大則蓄電池所能承受的充放電程度等的性能就越好。淺循環(huán)電池較輕，較便宜，但是如果經(jīng)常過規(guī)定的放電的深度則壽命會大大降低。深度循環(huán)電池中獨立光伏系統(tǒng)中經(jīng)常使用的電池，其極板厚度大，可承受的放電量為其容量的80%，絕大多數(shù)此類電池是濕性電池，其極板是由電解液浸泡的。 對于