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光伏電池及其特性
光伏電池( PV cell )主要功能是將太陽(yáng)的光能轉(zhuǎn)換成電能,當(dāng)前是以硅材料為基地的硅太陽(yáng)能電池,包括單晶硅、多晶硅、非晶硅 、多元化合物電池 。在效率和 壽命 方面單晶硅和多晶硅優(yōu)于非晶硅,多晶硅比單晶硅轉(zhuǎn)換效率低,但多晶硅價(jià)格便宜 。 晶體磕太陽(yáng)電池、薄膜太陽(yáng)電池、硅異質(zhì)結(jié) (HIT) 太陽(yáng)電池 等 。光伏組件是由多個(gè)太陽(yáng)能電池組合而成,根據(jù)實(shí)際的功率需求,電壓等級(jí)由光伏電池 串聯(lián) 實(shí)現(xiàn), 電流輸出由光伏電池并聯(lián)實(shí)現(xiàn),光伏陣列是根據(jù)電站規(guī)模的大小有若干個(gè)光伏組件構(gòu)成。并行電阻(RP)表示實(shí)際電池發(fā)生的較小漏電流,而Rs則表示連接損耗。
B :光伏電池特性包括光電特性和光化學(xué)特性,光化學(xué)特性還在萌芽階段,暫不學(xué)習(xí)。 太陽(yáng)能電池工作是基于光電效應(yīng)原理下, 如下圖所示: A 是 N 型硅, B 是 P 型硅,當(dāng)材料接觸的時(shí)候生成一個(gè)內(nèi)部電勢(shì),使得電子只能從 B 區(qū)到 A 區(qū),當(dāng)太陽(yáng)光照射到光伏電池板時(shí),光子帶有足夠的能量使得電子脫離形成空穴或者說(shuō)是電子 — 空穴對(duì)現(xiàn), 此時(shí)內(nèi)部電勢(shì)會(huì)將光子釋放的電子送到 A 區(qū),空穴送到 B 區(qū),打破了開(kāi)始的平衡, A 區(qū)的電子越來(lái)越多,當(dāng)在 PN 結(jié)外部接上回路,就能夠形成電流。 實(shí)際上只是電子在移動(dòng),這個(gè)也取決于半導(dǎo)體材料的特性,半導(dǎo)體材料禁帶較窄,電子只需要較小的能量即可脫離束縛,留下空穴,這樣使得周圍的電子區(qū)填補(bǔ)空穴,形成電流。天黑后,太陽(yáng)能電池停止工作,輸出端開(kāi)路,蓄電池將儲(chǔ)存的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能輸出到照明負(fù)載。 (注釋:來(lái)源于物理學(xué),赫茲發(fā)現(xiàn),愛(ài)因斯坦正確解釋,某些物質(zhì)在光照的情況下可以生成電子)
陰影對(duì)發(fā)電量的影響
一般情況下,我們?cè)谟?jì)算發(fā)電量時(shí),是在方陣面完全沒(méi)有陰影的前提下得到的。因此,如果太陽(yáng)電池不能被日光直接照到時(shí),那么只有散射光用來(lái)發(fā)電,此時(shí)的發(fā)電量比無(wú)陰影的要減少約10%~20%。針對(duì)這種情況,我們要對(duì)理論計(jì)算值進(jìn)行校正。 通常,在方陣周圍有建筑物及山峰等物體時(shí),太陽(yáng)出來(lái)后,建筑物及山的周圍會(huì)存在陰影,因此在選擇敷設(shè)方陣的地方時(shí)應(yīng)盡
量避開(kāi)陰影。如果實(shí)在無(wú)法躲開(kāi),也應(yīng)從太陽(yáng)電池的接線方法上進(jìn)行解決,使陰影對(duì)發(fā)電量的影響降低到程度。 另外,如果方陣是前后放置時(shí),后面的方陣與前面的方陣之間距離接近后,前邊方陣的陰影會(huì)對(duì)后邊方陣的發(fā)電量產(chǎn)生影響。有一個(gè)高為L1的竹竿,其南北方向的陰影長(zhǎng)度為L2,太陽(yáng)高度(仰角)為A,在方位角為B時(shí),假設(shè)陰影的倍率為R,則: R = L2/L1 = ctgA×cosB 此式應(yīng)按冬至那一天進(jìn)行計(jì)算,因?yàn)?,那一天的陰影。例如方陣的上邊緣的高度?/span>h1,下邊緣的高度為h2,則:方陣之間的距離a = (h1-h2)×R。當(dāng)緯度較高時(shí),方陣之間的距離加大,相應(yīng)地設(shè)置場(chǎng)所的面積也會(huì)增加。對(duì)于有防積雪措施的方陣來(lái)說(shuō),其傾斜角度大,因此使方陣的高度增大,為避免陰影的影響,相應(yīng)地也會(huì)使方陣之間的距離加大。影響太陽(yáng)能電池板壽命的因素:熱斑效應(yīng)熱斑效應(yīng)是指正常工作的電池組件在某一時(shí)刻,一個(gè)單體電池片被小的物體遮蓋。通常在排布方陣陣列時(shí),應(yīng)分別選取每一個(gè)方陣的構(gòu)造尺寸,將其高度調(diào)整到合適值,從而利用其高度 差使方陣之間的距離調(diào)整到。 具體的太陽(yáng)電池方陣設(shè)計(jì),在合理確定方位角與傾斜角的同時(shí),還應(yīng)進(jìn)行的考慮,才能使方陣達(dá)到狀態(tài)。
檢測(cè)與維護(hù)
9 、大風(fēng)天氣應(yīng)對(duì)電池板及支架進(jìn)行重點(diǎn)檢查。
10 、大雪天應(yīng)對(duì)電池板進(jìn)行及時(shí)清理,避免電池板表面積雪凍冰。
11 、大雨應(yīng)檢查所有的防水密封是否良好,有無(wú)漏水現(xiàn)象。
12 、檢查是否有動(dòng)物進(jìn)入電站對(duì)電池板進(jìn)行破壞。
13 、冰雹天氣應(yīng)對(duì)電池板表面進(jìn)行重點(diǎn)檢查。
14 、對(duì)電池板溫度進(jìn)行檢測(cè),與環(huán)境溫度相比較進(jìn)行分析。
15 、對(duì)所檢查出來(lái)的問(wèn)題要要及時(shí)進(jìn)行處理,分析、總結(jié)。
16 、對(duì)每次檢查要做詳細(xì)的記錄,以便于以后的分析。
17 、做分析總結(jié)記錄并歸檔。