光伏组件技术晶硅电池组件设计PPT学习教案.pptx

【光伏组件技术】光伏组件是太阳能发电系统的核心组成部分，主要由晶硅电池片构成。晶硅电池组件的设计涉及多个关键因素，包括功率需求、电池互联、温度影响以及故障模式。 **1. 功率需求与电池数量** 光伏组件的功率需求决定了电池片的数量。例如，若电池板工作电压为16.8-18伏，对应12伏蓄电池电压，那么需要约36片电池片。常见的组件有36片或40片，大功率组件则可能包含72片。这是因为组件电压通常是蓄电池电压的1.4-1.5倍，以确保最佳的能量传输。 **2. 电池组件的串联和并联** - **串联电路**：电池组件通过串联来增加电压。每个电池的输出电压约为0.48伏，按照需要的电压要求，将一定数量的电池片用互连条连接。例如，36片电池串联可得到约18伏的电压。 - **并联电路**：为了满足所需的功率输出，电池片可以并联。通过汇流条连接相同数量的电池，以提高电流输出。例如，12伏电池组件通常一串36片电池，即n=36，m=1。 **3. 电流与电池尺寸** 组件的输出电流取决于单个电池的尺寸和转换效率。在标准条件下，单晶硅电池的电流密度通常在30-36mA/cm²之间。例如，一个100cm²的单晶硅电池在理想情况下可以提供约3.5A的电流。 **4. 失配损失与设计实例** 设计组件时，必须考虑失配损失，即不同电池性能差异导致的功率损耗。例如，要设计一个1.5伏、1.2瓦的组件，可能需要12片0.41伏、8.5%效率的单晶硅电池，以四串三并的方式连接。 **5. 封装密度** 封装密度是组件中被电池覆盖面积与空白区域的比例，影响输出功率和电池温度。封装密度取决于电池形状，如单晶硅电池的圆形或半方形会导致较低的封装密度，而多晶硅电池的方形设计则有更高的封装密度。 **6. 热岛效应** 热岛效应是当组件部分被遮挡时，被遮挡的电池会过热并可能导致组件损坏。预防措施包括倾斜安装组件、安装防鸟针等。在大型组件中，旁路二极管用于保护组件免受遮挡造成的损害。 **7. 错配现象** 错配是指电池参数不匹配，通常由串联中某个电池的短路电流或开路电压与其他电池不一致引起。短路电流错配是常见的，尤其由阴影遮挡引起，且对组件性能影响较大。 光伏组件的设计是一个综合考虑电压、电流、电池片数量、封装技术和故障防护的复杂过程。理解这些概念对于优化太阳能系统的性能至关重要。