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浅析家用太阳能发电系统的原理和组成
作者:太阳能发电系统 发布于:2018-06-06
1.1 家用太阳能发电系统的原理
太阳能光伏发电的能量转换器件是太阳能电池,又叫光伏电池。太阳能电池发电的原理是光生伏特效应。当太阳光(或其他光)照射到太阳能光伏电池上时,电池吸收光能,产生光生电子空穴对。在电池内建电场作用下,光生电子和空穴被分离,电池两端出现异号电荷的积累,即产生光生电压,这就是光生伏特效应。若在内建电场的两侧引出电极并接上负载,则负载就有光生电流流过,从而获得功率输出。这样,太阳的光能就直接变成了可以付诸实用的电能。
1.2 家用太阳能发电系统的组成
一般来说,家庭式太阳能发电系统主要包括太阳能电池组件、控制器、蓄电池组和逆变器等部分。家庭式太阳能发电系统的结构。
1.2.1 太阳能电池方阵
 通过导线连接的太阳能电池被密封成的物理单元被称为太阳能电池组件,具有一定的防腐、防风、防雹、防雨等的能力,广泛应用于各个领域和系统。太阳能电池单体是光电转换的最小单元,尺寸一般为2cm 2cm到15cm 15cm不等。太阳能电池单体的工作电压约为0.45~1.5V,工作电流约为20~25mA/cm2,一般不能单独作为电源使用。将太阳能单体进行串并联并封装后,就成为太阳能电池组件,其功率一般为几瓦至几百瓦,是可以单独作为电源使用的最小单元。太阳能电池组件再经过串并联并装在支架上,就构成了太阳能电池方阵,可以满足负载所要求的输出功率。
(1)太阳能电池简介
一个太阳能电池只能产生大约0.45V电压,远低于实际应用所需要的电压。为了满足实际应用的需要,须把太阳能电池连接成组件。太阳能电池组件包含一定数量的太阳能电池,这些太阳能电池通过导线连接。一个组件上,太阳能电池组件的标准数量是36或40个(10cm10cm),这意味着一个太阳能电池组件大约能产生16V的电压,正好能为一个额定电压为12V的蓄电池进行有效的充电。
(2)太阳能电池的封装类型
太阳能电池的可靠性在很大程度上取决于防腐、防风、防雹、防雨等的能力。其潜在的质量问题是边沿的密封以及组件背面的接线盒。太阳能电池的封装方式主要有以下两种:①双面玻璃密封。太阳能电池组件的正反两面均是玻璃板,太阳能电池被镶嵌在一层聚合物中。这种密封方式存在的一个主要问题是玻璃板与接线盒之间的连接。这种连接不得不通过玻璃板的边沿,因为在这种玻璃板上打孔是很昂贵的。②玻璃合金层叠密封。这种组件的前面是玻璃板,背面是一层合金薄片。合金薄片的主要功能是防潮、防污。太阳能电池组件中,电池与接线盒之间可用导线连接。
(3)太阳能电池的电气特性。
组件的电气特性主要是指电压电流特性,也称为V-I曲线,如图2-2所示。V-I曲线显示了通过太阳能电池组件传送的电流Im与电压Vm在特定的太阳辐照度下的关系。
如果太阳能电池组件电路短路即V=0,此时的电流称为短路电流Isc;如果电路开路即I=0,此时的电压称为开路电压Voc.太阳能电池组件的输出功率等于流经该组件的电流与电压的乘积,即P=VI。



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