光伏發(fā)電電池組件工作原理結(jié)構(gòu)

1、光伏發(fā)電電池組件工作原理結(jié)構(gòu)9.光生伏打效應(yīng)1839年，法國物理學(xué)家在實驗室意外發(fā)現(xiàn)，兩片金屬浸入溶液構(gòu)成的伏打電池中，當(dāng)受到光照時會產(chǎn)生額外的伏打電動勢，他把這種現(xiàn)象稱為“光生伏打效應(yīng)”，簡稱光伏效應(yīng)。晶體硅半導(dǎo)體把太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿墓馍蛐?yīng)的發(fā)電方式，稱為光伏發(fā)電，太陽能電池又稱為光伏電池。10.太陽能電池工作原理太陽光照射在半導(dǎo)體晶體硅的PN結(jié)上，激發(fā)電子和空穴相互運(yùn)動，N區(qū)的空穴向P區(qū)運(yùn)動，P區(qū)的電子向N區(qū)運(yùn)動，使太陽能電池受光面（N型硅）有大量負(fù)電荷（電子）積累，而在太陽能電池背光面（P型硅）有大量正電荷（空穴）積累。如果在受光面和背光面各引出導(dǎo)線連接負(fù)荷，導(dǎo)線與負(fù)荷上就有電流通

2、過，電流從背光面流向受光面，背光面（P型硅）為正極，受光面（N型硅）為負(fù)極。如圖二所示：圖二：晶體硅太陽能電池工作原理示意11.太陽能光伏發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)（1）取之不盡，用之不竭，不受地域、海拔等因素制約，只要有光照，就可以發(fā)電。（2）隨處可得，就近供電，可避免長距離輸電造成的損耗。（3）不用燃料、不用水，有陽光就發(fā)電，運(yùn)行成本低，不排廢棄物，無污染，無噪聲，真正的綠色環(huán)保新型能源。（4）無運(yùn)轉(zhuǎn)部件，維護(hù)簡單，可實現(xiàn)無人值守。（5）系統(tǒng)構(gòu)成簡單，建設(shè)周期短（如果設(shè)備、材料供應(yīng)到位，10MW電站三個月可建成），方便靈活，極易組合、擴(kuò)容。12.太陽能光伏發(fā)電的缺點(diǎn)（1）間歇性、隨機(jī)性發(fā)電，受氣候影響較大

3、，夜間需要用電卻不能發(fā)電。（2）能量密度較低，占地面積大。（3）轉(zhuǎn)換效率低，晶體硅光伏電池轉(zhuǎn)換效率為13%17%，非晶體硅光伏電池只有6%，加之能量密度較低，難以形成高功率發(fā)電系統(tǒng)。（4）初始投資高，相對火力發(fā)電其電價目前還較高，投資回收期長。13.太陽能電池組件的分類目前社會上應(yīng)用較多的太陽能電池組件可分為三類，單晶硅太陽能電池組件，多晶硅太陽能電池組件，非晶硅薄膜太陽能電池組件，三種太陽能電池組件實物見圖三所示： 多晶硅組件 單晶硅組件 非晶硅薄膜組件圖三：三種太陽能電池組件實物圖單晶硅電池片是由圓形硅棒切片形成，一般尺寸為125X125，為制作組件排列方便，經(jīng)切邊后形成有倒角的正方形，制

4、作成組件后組件中間有許多白色孔洞。多晶硅電池片是由方形硅錠切片形成，一般尺寸為156X156，制作成組件后電池片排列密實，這也是判斷單晶硅組件與多晶硅組件的本質(zhì)區(qū)別，本手冊所講太陽能電池組件均為單晶硅或多晶硅組件。單晶硅電池片與多晶硅電池片見圖四所示： 單晶硅電池片 多晶硅電池片圖四：單晶硅電池片與多晶硅電池片14.太陽能電池組件的構(gòu)成太陽能電池組件從受光面到背光面大致分為五層結(jié)構(gòu)：第一層：受光面，低鐵、超白、絨面鋼化玻璃，玻璃架空后采用38鋼球垂直距離1米掉下，玻璃完好無損。 第二層：EVA膠（乙烯與醋酸乙烯共聚物）。 第三層：電池片，用互聯(lián)條（薄銅片條）串聯(lián)后從接線盒引出。第四層：EVA膠

5、（乙烯與醋酸乙烯共聚物）。 第五層：背光面，TPT（薄膜-聚酯-薄膜復(fù)合材料，簡稱塑料王）。 注：五層結(jié)構(gòu)疊加后，用鋁合金邊框緊固，加裝接線盒，為防止熱斑效應(yīng)，盒內(nèi)裝有1 3個旁路二極管，兩根4mm光伏專用電纜引出0.9m，接上MC4插頭。如圖五所示：圖五：太陽能電池組件結(jié)構(gòu)圖注：無論單晶硅電池組件或多晶硅電池組件，結(jié)構(gòu)均相同。15.太陽能電池組件主要性能參數(shù)（1）短路電流Isc：將太陽能電池組件正負(fù)極短路的電流，一般在5A9A。（2）開路電壓Uoc：將太陽能電池組件正、負(fù)極分開，測量其兩端的電壓即為開路電壓，一般在30V50V。（3）峰值電流Imp：又稱工作電流，是太陽能電池組件輸出最大功率

6、（標(biāo)稱值）時的電流，一般比短路電流小0.3A0.7A。（4）峰值電壓Ump：又稱工作電壓，是太陽能電池組件輸出最大功率（標(biāo)稱值）時的電壓，一般比開路電壓小20%左右。（5）峰值功率Pmax：又稱最大輸出功率，是太陽能電池組件峰值電壓與峰值電流的乘積，峰值功率單位是W，峰值功率的大小取決于太陽輻照度。電池組件的標(biāo)稱功率一般是按峰值功率標(biāo)注，單位是WP。其出廠測試條件為：輻照度1KW/m，溫度25，光譜AM1.5。（6）填充因子FF：由于太陽能電池組件的輸出電壓與電流的特性曲線是非線性的，在非線性曲線的某一點(diǎn)可以得到峰值電壓Ump和峰值電流Imp，這一點(diǎn)就是峰值功率Pmax。 FF=(峰值電壓峰值

7、電流) (開路電壓短路電流)= 峰值功率Pmax(開路電壓短路電流)，F(xiàn)F是評價太陽能電池組件性能好壞的重要參數(shù)，其值越大，太陽能電池組件的伏安（U-I）特性曲線越接近矩形，如圖六所示：圖中右側(cè)圖的FF要優(yōu)于左側(cè)圖。圖六：電池組件伏-安特性曲線不同使填充因子FF區(qū)別較大示意圖（7）轉(zhuǎn)換效率：=電能光能=電池組件峰值功率Pmax（電池組件面積1000W/m），其值一般在14%17%之間。說明太陽能電池組件屬于低密度能量器件，由此可知太陽能光伏發(fā)電場的占地面積是非常之大。例如：已知190W太陽能電池組件長1590mm，寬808mm，該組件的轉(zhuǎn)換效率=190W（1.590.8081000W/）=14

8、.79%。16.太陽能電池片和電池組件的電壓晶體硅太陽能電池均做成片狀，尺寸一般在125125mm或156156mm，厚度一般為170220nm，電池片無論面積大小，單片峰值電壓都在0.45V0.5V之間，一般為0.48V，且陰天或下雨時基本保持不變。電池組件是由若干個電池片串聯(lián)組成，例如某組件是由72個電池片組成，該組件的輸出電壓基本為34.56伏（720.48伏）。由此可以推斷，如果將該組件電壓提高一倍，可將每個電池片掰成兩塊，7220.48伏69.12伏。17.太陽能電池片和電池組件的電流相同輻照度下，太陽能電池片的電流與電池片面積成正比，在太陽輻照度為1000W/，每平方厘米電池片輸出

9、電流約為38mA，例如單晶硅電池片尺寸一般為125125mm，面積為156.25cm（12.5cm12.5cm），在太陽輻照度為1000W/ m時，電流約為5938mA（約5.94A）。電池組件是由若干個電池片串聯(lián)組成，因此，電池組件的輸出電流就是電池片的電流，如果想增加電流，可以將電池片并聯(lián)或者將電池組件并聯(lián)實現(xiàn)。18.太陽能電池片和電池組件的功率電池片的功率就是電池片的電壓與電流之乘積，例如125125mm電池片，在太陽輻照度為1000W/時，電流約為5.94A，該電池片功率約為2.85W（0.48伏5.94A）。電池組件是由若干個電池片串聯(lián)組成，例如某組件是由72個125125mm電池片

10、組成，該組件的功率約為205W（722.85W），或采用組件輸出電壓與電流相乘得到，例如72個電池片組成，該組件的輸出電壓基本為34.56伏（720.48伏），由于是72個電池片串聯(lián)，其輸出電流就是單個電池片的電流，該組件的功率為205W（34.56V5.94A）。19.溫度變化對太陽能電池組件的影響（1）短路電流溫度系數(shù)Ti：一般在0.04%/0.08%/，說明溫度每升高1，電池組件輸出電流將提高0.04%0.08%。（2）開路電壓溫度系數(shù)Tu：一般在-0.3%/-0.5%/，是負(fù)溫度系數(shù)，說明溫度每升高1，電池組件輸出電壓將下降0.3%0.5%。由此可知，輸出電壓與溫度成反比，太陽光線好，

11、溫度低，發(fā)電量相對高一些。（3）功率溫度系數(shù)Tp：一般在-0.4%/-0.6%/，是負(fù)溫度系數(shù)。說明溫度每升高1，電池組件輸出功率將下降0.4%0.6%。注：由上述Ti和Tu可知，電流隨溫度升高是按萬分之?dāng)?shù)量級上升，電壓隨溫度升高是按千分之?dāng)?shù)量級下降，其下降速率比電流上升速率要快得多，功率是電壓與電流的乘積，因此功率是隨溫度升高而呈下降趨勢，電池組件的功率是負(fù)溫度系數(shù)。由此可知，太陽光線好，溫度低，發(fā)電量相對高一些，反之太陽光線好，溫度高，發(fā)電量反而降低。20.太陽能電池組件的熱斑效應(yīng)太陽能電池組件組成方陣安裝在室外，當(dāng)組件某一個或幾個電池片被鳥糞、樹葉、陰影覆蓋時，被覆蓋的電池片不僅不能發(fā)電

12、，還會被當(dāng)作負(fù)載消耗通過該電池片的電流能量，電池片發(fā)熱久而久之出現(xiàn)斑點(diǎn)并變色，這就是熱斑效應(yīng)。還有劣質(zhì)電池片混入電池組件、電極焊片虛焊、電池片性能變壞等，均能引起熱斑效應(yīng)。熱斑效應(yīng)能嚴(yán)重破壞電池組件使之焊點(diǎn)熔化、封裝材料破壞、甚至使整個電池組件失效。21.旁路二極管的作用為了防止熱斑效應(yīng)，可在電池組件接線盒內(nèi)安裝13個（一般安裝3個）二極管，如圖七所示：假設(shè)組件B有兩片電池片被鳥糞遮擋，組件B的旁路二極管D1將組件A流過來的電流I旁路后，電流I再經(jīng)過組件B中間兩組和左側(cè)兩組電池片流向下一個組件，被旁路的兩組電池片串聯(lián)輸出電壓是二極管D1的管壓降，電壓的損失即損失了太陽能輸出功率，應(yīng)當(dāng)及時清除鳥

13、糞。圖七：旁路二極管的作用22.光伏組件的串聯(lián)無論單晶硅組件或多晶硅組件或薄膜組件都可統(tǒng)稱為光伏組件。單晶硅組件輸出工作電壓通常都在35V左右，多晶硅組件輸出工作電壓通常都在30V左右，如果要獲得幾百伏的輸出電壓，可采用將多個電池組件串聯(lián)。例如將16個單晶硅組件串聯(lián)后可得到560V電壓（1635V），再如將20個多晶硅組件串聯(lián)后可得到600V電壓（2030V）。23.光伏組件的并聯(lián)單晶硅組件輸出工作電流通常都在5A左右，多晶硅組件輸出工作電流通常都在7A左右，如果要獲得幾百A的輸出電流，可采用將多個電池組件并聯(lián)。例如將100個單晶硅組件并聯(lián)后可得到500A電流（1005A），再如將70個多晶硅

14、組件并聯(lián)后可得到490A電流（707A）。24.光伏組件的串并聯(lián)如果要獲得幾百伏的輸出電壓和幾百Ah的輸出電流，可采用將多個電池組件串聯(lián)后再并聯(lián)。例如將16個單晶硅組件串聯(lián)后可得到560V電壓，然后再將串聯(lián)后的組件串并聯(lián)，如并聯(lián)100串，就可以獲得500A的輸出電流和560V的輸出電壓。25.光伏組件的串并聯(lián)組成的光伏方陣太陽能電池組件方陣（又稱光伏方陣），是一個（套）太陽能電池組件支架（又稱光伏支架）及其在支架上安裝的所有太陽能電池組件（又稱光伏組件）構(gòu)成一個光伏方陣，簡稱“方陣”。如圖八照片所示：從照片中可以看出前排是由若干方陣（8個）組成。圖八：光伏方陣圖示26.光伏組件的各種串聯(lián)及并聯(lián)

15、方式由于光伏組件在方陣串聯(lián)方式繁多，下面僅舉幾個典型例子，如圖九所示：組件的串聯(lián)數(shù)量主要是根據(jù)逆變器直流側(cè)的最大功率跟蹤范圍（MPPT）確定，將在本手冊有關(guān)內(nèi)容中講述。在圖九中兩組并聯(lián)16個單晶硅組件豎向兩排布置圖是先將16個組件串聯(lián)然后再采用二合一MC4插頭將兩組串聯(lián)組件進(jìn)行并聯(lián)。圖中四組11個單晶硅組件橫向四排布置也可以采用二合一MC4插頭連續(xù)并聯(lián)形成四并后輸出，由此可知，光伏組件的串并聯(lián)可以根據(jù)實際情況任意組合。圖九：光伏組件典型串聯(lián)圖示27.光伏組件串并聯(lián)后的電流輸出單晶硅組件輸出電流一般為5A，多晶硅組件輸出電流一般為7A，采用二合一MC4插頭可以將串聯(lián)后的組件進(jìn)行并聯(lián)，由于光伏專用

16、電纜（PV電纜）截面一般是4mm，受電纜載流量的限制，二合一MC4插頭一般只并聯(lián)一次，大部分還是采用電氣專用設(shè)備“匯流箱”將多個光伏組件串進(jìn)行并聯(lián)，并聯(lián)后形成更大的輸出電流再采用電力電纜將電流送出。例如：16個輸出電壓35V輸出電流5A的單晶硅組件串聯(lián)形成560V/5A組件串，再用匯流箱將其16并形成560V/80A的高電壓大電流輸出，如圖十所示：圖十：光伏組件串聯(lián)后采用匯流箱并聯(lián)示意圖28.光伏匯流箱的構(gòu)成 光伏匯流箱主要有熔斷器、斷路器、浪涌保護(hù)器、銅母排、外殼組成，見圖十一所示：圖十一：匯流箱實物圖示匯流箱元器件參數(shù)一般要求：熔斷器-1.56倍的組件短路電流Isc。（北京鑒衡認(rèn)證中心，光

17、伏方陣匯流箱技術(shù)規(guī)范）斷路器-1.1倍光伏組件串工作電流并聯(lián)總和。浪涌保護(hù)器-最大泄放電流Imax15KA。（北京鑒衡認(rèn)證中心，光伏方陣匯流箱技術(shù)規(guī)范）；電壓保護(hù)等級見下表：匯流箱額定直流電壓Un（V）有效電壓保護(hù)水平Up/f（kV）Un601.160Un2501.5250Un4002.5400Un6903.0690Un10004.0銅母排-載流量1.5倍光伏組件串工作電流并聯(lián)總和，絕緣套管防護(hù)。匯流箱箱體外殼-厚度1.5mm冷軋鋼板；防護(hù)等級室外不低于IP54，室內(nèi)不低于IP20。注：箱體外殼應(yīng)噴塑，箱體尺寸應(yīng)便于內(nèi)部接線。29.直流開關(guān)柜的作用與構(gòu)成直流開關(guān)柜又稱二級匯流柜，它是將多個匯流

18、箱的電流再匯流成更大的電流，送給逆變器將直流電轉(zhuǎn)換成交流電，與匯流箱的不同只是電流增大，電壓與匯流箱相同。見圖十二所示：30. 離網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)（1）無蓄電池的直流光伏發(fā)電系統(tǒng)太陽能電池與直流用電負(fù)荷直接連接，有陽光就發(fā)電供給負(fù)荷，無陽光就停止工作，只能白天應(yīng)用。如：太陽能玩具。（2）有蓄電池的直流光伏發(fā)電系統(tǒng)太陽能電池與控制器連接，控制器分別與蓄電池、直流用電負(fù)荷連接，有陽光時，太陽能電池向用電負(fù)荷供電，同時還為蓄電池充電，以備夜間向用電負(fù)荷供電。如：戈壁灘無線通信發(fā)射裝置。路燈也屬此種類型，但是路燈系統(tǒng)白天全部向蓄電池充電，僅夜間照明用電。（3）交、直流混合光伏發(fā)電系統(tǒng)與前兩種相比，

19、發(fā)電系統(tǒng)多了一個逆變器，可以把直流電轉(zhuǎn)換成50HZ交流電，供家庭冰箱、彩電用電，同時還可以給直流用電負(fù)荷供電，如：給電動汽車、電動自行車充電。（4）市電互補(bǔ)型光伏發(fā)電系統(tǒng)與前三種相比，增加了一個供電部門提供的380/220V的外加電源，優(yōu)點(diǎn)是多個連續(xù)陰雨天，蓄電池已經(jīng)嚴(yán)重虧電時，可從電力部門取得電源繼續(xù)為用電負(fù)荷供電，同時又可為蓄電池充電。31.并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)（1）無逆流并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)只為交流用電負(fù)荷供電，不向公共電網(wǎng)供電，但是，當(dāng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)供電不足時，公共電網(wǎng)可向交流用電負(fù)荷供電。（2）有逆流并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)出的電能充足時，可將剩余電能

20、饋入公共電網(wǎng)（賣電），當(dāng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)出的電能不足時，由電網(wǎng)向用電負(fù)荷供電（買電），由于光伏發(fā)電系統(tǒng)向電網(wǎng)供電與電網(wǎng)向用電負(fù)荷供電方向相反，故稱為有逆流光伏發(fā)電系統(tǒng)。（3）有蓄能裝置的切換型并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)是一種具有自動運(yùn)行雙向切換功能的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，一是當(dāng)陰雨天或光伏發(fā)電系統(tǒng)故障時，切換器能自動從光伏發(fā)電系統(tǒng)切換到公共電網(wǎng)，二是當(dāng)公共電網(wǎng)突然停電時，切換器能自動從公共電網(wǎng)切換到光伏發(fā)電系統(tǒng)，三是當(dāng)公共電網(wǎng)與光伏發(fā)電系統(tǒng)同時停止工作時，接通蓄電池經(jīng)過逆變器可向應(yīng)急負(fù)荷供電。（4）大型并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)該系統(tǒng)一般為MW（兆瓦）級光伏發(fā)電并入公共電網(wǎng)的系統(tǒng)（賣電），均由大型逆變器（約500

21、KW為一個單元）經(jīng)升壓變壓器升至10KV及以上，直接與電力部門電網(wǎng)電壓相連，也是光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展方向，在我國西北、青藏高原地區(qū)已積極推廣。類似這樣的系統(tǒng)有的采取完全上網(wǎng)方式，無交流負(fù)荷用電部分。大型并網(wǎng)系統(tǒng)一般有兩種建設(shè)模式:一是“上網(wǎng)電價”模式，政府以高于火力發(fā)電的電價收購光伏發(fā)電量；二是在投資建設(shè)中政府給予適當(dāng)補(bǔ)貼；歐洲國家大部分是采用“上網(wǎng)電價”模式。（5）10MW并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)上圖接線方式不是唯一的，也可以用環(huán)網(wǎng)柜將升壓變壓器連接，然后再采用2條電纜連接到10KV或35KV母線上。光伏發(fā)電單元-由若干方陣、匯流箱、逆變器升壓變和配電裝置構(gòu)成的輸出為交流電的模塊。32.太陽能電池方陣

22、太陽能電池方陣也稱光伏陣列（PV），由于單個太陽能電池組件一般最大不超過300W,不能滿足高電壓、大功率的發(fā)電要求，必須由若干個太陽能電池組件經(jīng)過串聯(lián)、并聯(lián)組成所需要的發(fā)電電壓和功率。例如：組件廠家生產(chǎn)的190W單晶硅電池組件，工作電壓36.92V，工作電流5.15A，如果發(fā)電電壓需要620V，功率60KW，請問電池方陣是如何組成的？解：620V/36.92V=16.79317串 60000W/190W=315.79316塊 316塊/17串=18.5919支路答：電池方陣是由17串組成一個支路，19個支路組成整個方陣，總功率=17串*19個支路=323塊組件*190W=61370W=61.3

23、7KW注意：190W的電池組件很難整數(shù)倍組成60KW的發(fā)電方陣，經(jīng)過計算取其整數(shù)，盡量在60KW附近波動，如本例題組成的方陣功率為61.37KW，方陣組成見下圖。注：已知電池組件輸出電流為5.15A，即每個支路也是5.15A，19個支路就是97.85A，約為98A。33.太陽能電池組件的熱斑效應(yīng)太陽能電池組件組成方陣安裝在室外，當(dāng)某一個組件被鳥糞、樹葉、陰影覆蓋時，被覆蓋部分不僅不能發(fā)電，還會被當(dāng)作負(fù)載消耗其他有光照的太陽能電池組件的能量，引起局部發(fā)熱，這就是熱斑效應(yīng)。還有劣質(zhì)電池片混入電池組件、電極焊片虛焊、電池片性能變壞等，均能引起熱斑效應(yīng)。熱斑效應(yīng)能嚴(yán)重破壞電池組件使之焊點(diǎn)熔化、封裝材料

24、破壞、甚至使整個電池組件失效。34.旁路二極管的作用當(dāng)多個太陽能電池組件串聯(lián)組成一個支路時，需要在每個電池組件正負(fù)極輸出端反方向并聯(lián)1個二極管，當(dāng)該支路某個電池組件由于某種原因被陰影覆蓋或故障停止發(fā)電，該支路其他組件發(fā)出的電流會經(jīng)過故障組件并聯(lián)的二極管流過，不影響其他正常組件的發(fā)電，同時也保護(hù)被旁路的組件避免受到較高的正向偏壓或由于熱斑效應(yīng)發(fā)熱而損壞，旁路二極管一般都直接安裝在每個電池組件的接線盒內(nèi)。35.防反充二極管的作用電池組件組成組件串，多個組件串并聯(lián)后，如果各組件串之間的電壓有差異，電壓高的組件串電流就有可能向電壓低的組件串流動。如：陰影遮擋某一組件串，該組件串電壓低于沒有遮擋的其它組

25、件串，其它組件串的電流就有可能流向該組件串。為此，就要在組件串增加防反充二極管，防反充二極管的管壓降又要消耗一定的功率，這是一對矛盾，使用時應(yīng)權(quán)衡利弊。36.孤島效應(yīng)及產(chǎn)生的后果太陽能發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行，電網(wǎng)故障停電后，太陽能發(fā)電系統(tǒng)的電壓、頻率不會快速改變，將繼續(xù)獨(dú)立給負(fù)載供電，此現(xiàn)象即為孤島效應(yīng)。發(fā)生孤島效應(yīng)將造成如下后果：檢修人員誤認(rèn)為市電已停，若進(jìn)行檢修將危及人身安全。沒有市電參考，太陽能發(fā)電系統(tǒng)的電壓、頻率將發(fā)生漂移，諧波增大，對頻率要求嚴(yán)格的設(shè)備易發(fā)生損壞。市電恢復(fù)后，有可能相位不同，產(chǎn)生較大電流?？赡芮穳哼\(yùn)行，影響負(fù)載正常使用。37.太陽能發(fā)電的系統(tǒng)效率最理想的太陽能發(fā)電就是

26、太陽輻照度被完全轉(zhuǎn)化成電能，但是由于種種原因，如：設(shè)計、灰塵、組件及發(fā)電轉(zhuǎn)換設(shè)備質(zhì)量和性能、組件衰減等，將使系統(tǒng)效率大大降低，如下圖：1：組件匹配損失（設(shè)計選取的角度，施工等原因） 約4%2：組件表面灰塵損失 約5%3：偏離最大功率點(diǎn)MPPT損失 約3%4：電池組件方陣側(cè)直流電線路損失 約3%5：逆變器效率損失 約3%6：并網(wǎng)側(cè)交流電升壓（隔離）變壓器和線路的損失 約4%7：電池組件每年衰減損失 約1%總=（1-1）*（1-2）*（1-3）*（1-4）*（1-5）*（1-6）*（1-7）=79%以上可見，太陽能發(fā)電系統(tǒng)將有20%的各種損失，且隨著發(fā)電使用年限的增加，系統(tǒng)效率還會繼續(xù)下降。38.

27、影響太陽能發(fā)電量的環(huán)境因素除了以上系統(tǒng)效率外，影響太陽能發(fā)電的環(huán)境因素還有：太陽輻照度的強(qiáng)弱，陰雨天，霧天，空氣中的浮塵，溫度(溫度越低發(fā)電量越高)。 太陽能發(fā)電盡管系統(tǒng)效率和環(huán)境因素影響很大，但是這并不影響太陽能發(fā)電的推廣應(yīng)用，因為太陽能發(fā)電是一種靜止的裝置，維護(hù)量非常小，基本上不需要太多的值班人員（一個10MW的發(fā)電系統(tǒng)僅用3人輪流值班），必要時可定期雇傭民工清洗電池組件的灰塵，因此太陽能發(fā)電的運(yùn)行成本（不是建設(shè)成本）要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于常規(guī)發(fā)電系統(tǒng)。39.最大功率點(diǎn)跟蹤MPPT含義（Maximum Power Point Tracket）圖中曲線為太陽能電池組件在一定的太陽輻照度和溫度下的伏安特性

28、曲線（U-I曲線），在曲線上取三點(diǎn)A、B、C形成三個矩形OCAF、ODMG、OEBH，其面積最大的為ODMG，由于矩形面積是電壓和電流的乘積，可見U-I曲線上的M點(diǎn)既是該曲線的最大功率點(diǎn)P=U*I= ODMG。40. MPPT范圍電池組件受溫度影響電壓變化幅值相對較大，伏安特性曲線（U-I曲線）沿電壓坐標(biāo)伸縮，如圖虛線所示，溫度升高電壓減少，溫度降低電壓增加。為此，逆變器的直流輸入電壓就要有一個范圍，在這個范圍內(nèi)，逆變器內(nèi)部軟件運(yùn)算都可以跟蹤在這個范圍內(nèi)，故稱MPPT輸入電壓范圍。這個范圍決定了電池組件的串聯(lián)數(shù)量，如：某高原型逆變器的MPPT輸入電壓范圍在310480V,采用組件廠家生產(chǎn)的19

29、0W電池組件，組件工作電壓36.92V，組件串聯(lián)11串，逆變器輸入電壓基本工作在MPPT的中間，即使溫度變化也不會超出MPPT范圍。41.MPPT跟蹤MPPT跟蹤有幾種方法，如圖介紹擾動觀察法。周期性地增減逆變器的負(fù)載大小，以改變太陽能電池方陣的電壓及輸出功率。如圖M1、M2點(diǎn)，首先從M1點(diǎn)（或M2點(diǎn)）向M點(diǎn)移動，并觀察比較負(fù)載變動前后的輸出電壓及輸出功率的情況，如果輸出功率比負(fù)載變動前大，說明輸出功率還可以再大一些，然后將M1點(diǎn)（或M2點(diǎn)）繼續(xù)朝M點(diǎn)變動，如果輸出功率比負(fù)載變動前小，說明出現(xiàn)超調(diào)，既越過了M點(diǎn)，此時在下一個周期應(yīng)改變負(fù)載變動的方向，如此反復(fù)進(jìn)行擾動、觀察和比較，使得太陽能電池方陣始終工作在最大功率點(diǎn)M。目前MPPT的跟蹤速度可達(dá)0.5S。42.太陽能發(fā)電功率與負(fù)載配置速查表發(fā)電功 率額定負(fù) 載輸出電壓