光伏組件與陣列設(shè)計-在線瀏覽
2024-08-09 21:09本頁面
【正文】 太陽電池中有一個被遮擋，減少了好電池的電流，使得好電池要產(chǎn)生更高的電壓。如果總串聯(lián)串上的工作電流接近于壞電池的短路電流，總電流就是被壞電池所限制的。如果串聯(lián)串被短路，這個跨過這些好電池的正向偏壓就使得被遮擋的電池反向偏置。必然地，好電池上的全部的發(fā)電容量都耗散在差電池上。太陽能電池并聯(lián)連接時，并聯(lián)輸出電壓保持一致而輸出電流為各并聯(lián)電池電流之和。失配損失僅來自于一些沒有工作在最大工作點的單體。通?？刹捎迷诿恳粔K并聯(lián)支路加防反二極管的方法，盡管不能增加該之路的輸出，但可以防止電流倒流。對于通常使用的12V 電池組件，一般采用一串36片太陽能電池片，即n＝36，m＝1。圖4－1為太陽能電池組件工作原理圖圖4－2為太陽能電池組件等效電路圖在小組件中，太陽電池是串聯(lián)聯(lián)接的，所以沒有并聯(lián)失配的問題。并聯(lián)聯(lián)接的太陽電池。 組件設(shè)計要提升電壓需要串聯(lián)電池片，缺點是電流值趨向于最小電流的電池片的電流；提高功率一般需要并聯(lián)電池片，缺點是電壓趨向于最小電壓的電池片的電壓。設(shè)計舉列：用F40mm的單晶硅太陽電池（%，）。42/4= 單體電池封裝后功率：Pm=100mw/cm2 180。%180。＋－圖4－3 串并聯(lián)＋－圖4－4 混聯(lián)聯(lián)接的方法如圖4－3但這種聯(lián)接方法有缺點，一旦其中一片電池損壞、開路或被陰影遮住，損失的不是一片電池的功率，而是整串電池都將失去作用，這在串聯(lián)電池數(shù)目較多時影響尤為嚴重。太陽能電池組件的組成數(shù)量通常是由系統(tǒng)電壓（或蓄電池電壓）來決定。所以常用數(shù)量36或40片，大功率組件為72片。 組件的串、并聯(lián)當每個單體的電池組件性能一致時，多個電池組件的串聯(lián)連接，可在不改變輸出電流的情況下，使組件陣列的輸出電壓成比例的增加；而組件并聯(lián)連接時，則可在不改變輸出電壓的情況下，使組件陣列的輸出電流成比例的增加；串、并聯(lián)混合連接時，即可增加組件陣列的輸出電壓，又可增加組件陣列的輸出電流。因此陣列組合會產(chǎn)生組合連接損失，使陣列的總效率總是低于所有單個組件的效率之和。例如，串聯(lián)組合的各組件工作電流要盡量相近，每串與每串的總工作電壓也要考慮搭配得盡量相近，最大幅度地減少組合連接損失。 組件的熱島效應(yīng)太陽能電池組件在使用過程中，如果有一片太陽能電池單獨被遮擋，例如樹葉鳥糞等，單獨被遮擋的太陽能電池在強烈陽光照射下就會發(fā)熱損壞，于是整個太陽能電池組件損壞。為了防止熱島效應(yīng)，一般是將太陽能電池傾斜放置，使樹葉等不能附著，同時在太陽能電池組件上安裝防鳥針。 制約組件輸出功率的因素由于太陽能的輸出功率取決于太陽光照強度、太陽能光譜的分布和太陽電池的溫度、陰影、晶體結(jié)構(gòu)。在該條件下，太陽能電池組件所輸出的最大功率被稱為峰值功率，其單位表示為峰瓦(Wp)。隨著太陽能電池溫度的增加，開路電壓減小，在20～100℃范圍，大約每升高1℃每片電池的電壓減小2mV；而光電流隨溫度的增加略有上升，大約每升高1℃每片電池的光電流增加千分之一，／℃?cm2。也就是說，如果太陽能電池溫度每升高1℃，則功率減少0．35％。這里介紹的是溫度對晶體硅太陽電池性能的影響，非晶硅太陽電池則不同，根據(jù)美國Uni—Solar公司的報道，該公司三結(jié)非晶硅太陽電池組件的功率溫度系數(shù)只有－％。 正因為如此，太陽電池的功率與光強也基本成正比。圖4－5最大輸出功率隨著太陽輻射強度的變化某些組件比其他組件更易受陰影影響，有時僅僅一個單電池上的小陰影就產(chǎn)生了很大影響。所以陰影是場地評價中非常重要的部分。 光伏陣列 陣列的基本構(gòu)成太陽能電池陣列的基本電路構(gòu)成是由太陽能電池組件集合體的太陽能電池組件串、防止逆流元件、旁路元件和接線箱等構(gòu)成的。在電路中，各太陽能電池組件串通過防止逆流元件相互并聯(lián)連接。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。如果控制器沒有這項功能的話，就要用到阻塞二極管，如圖4－6阻塞二極管既可在每一并聯(lián)支路，又可在陣列與控制器之間的干路上，但是當多條支路并聯(lián)接成一個大系統(tǒng)，則應(yīng)在每條支路上用阻塞二極管（如圖4－6）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。 陣列設(shè)計光伏陣列的設(shè)計，一般來說，就是按照用戶的要求和負載的用電量及技術(shù)條件，計算太陽能電池組件的串聯(lián)、并聯(lián)數(shù)。在太陽能電池組件串聯(lián)數(shù)確定之后，即可按照氣象臺提供的太陽能年總輻射量或年日照時數(shù)的10年平均值計算，確定太陽能電池組件的并聯(lián)數(shù)。組件的串聯(lián)是為了獲得所需要的電壓，組件的并聯(lián)是為了獲得所需要的電流。將系統(tǒng)的標稱電壓除以太陽電池組件的標稱電壓，就可以得到太陽電池組件需要串聯(lián)的太陽電池組件數(shù)，使用這些太陽電池組件串聯(lián)就可以產(chǎn)生系統(tǒng)負載所需要的電壓：串聯(lián)組件數(shù)量＝用負載平均每天所需要的能量（安時數(shù)）除以一塊太陽電池組件在一天中可以產(chǎn)生的能量（安時
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