蘇州市職業大學實驗報告院系電子信息工程系班級10電子（5）班姓名李達張紅艷學號107306510107306525實驗名稱太陽能電池直接負載試驗實驗日期2012.10.10實驗目的：二、實驗設備：序號名稱備注1太陽能教學平臺2太陽能電池板3萬用表自備三、實驗原理：太陽能電池板對于不同的負載呈現出不同的外特性。蓄電池是獨立型太陽能發電系統、防災型系統和聯系型系統不可缺少的儲能部件。其主要功能是當日照量減少或夜間不發電時補充負荷要求的功率。此外，防災型系統在交流停電時將獨立發揮作用。一般系統中當太陽能發電功率急劇下降時，蓄電池起到緩沖作用，保證電壓的穩定。太陽能發電系統對蓄電池的選擇是從電氣性能、價格、尺寸、重量、使用壽命、維護方便、安全可靠、充放電性能等諸多方面加以綜合評估。目前應用最為廣范的還是鉛蓄電池。鉛蓄電池的品種和特征見表1。防災型系統和大廈建筑多用密封型鉛蓄電池，因為它的壽命較長，其中金屬外殼鉛蓄電池其壽命可達10~14年。各種鉛蓄電池的期望壽命特性曲線見圖1。表1鉛蓄電池的品種和特征種類

形式

壽命（在25℃條件下浮充電）

容量范圍（Ah）

補充液體

用途

應用系統舉例

壽命（在25℃條件反復充電）(h)密封型金屬外殼型其他

密封型鉛蓄電池同上（小型）太陽能發電專用汽車用鉛蓄電池

MSE型7~9年長壽12~15年命型標準3~5年型長壽5~6年命型標準————4~5年

50~30015~3000.7~14450~13050~30021~760

無須任何維護需要需要

聯系型獨立型獨立電源用聯系型獨立型

大廈住宅等建筑物防災型交通指示燈同上（小型設備）大型通訊設備公園燈路燈

放電深度為50%時為1000放電深度為50%時為500~700放電深度為50%時為1000放電深度為50%時為300圖12蓄電池的儲能作用對保護連續供電是十分重要的。在一年內，光伏方陣發電量在各個月份2有很大差別，方陣的發電量不能滿足用電需要的月份，要靠蓄電池的電能給以補給；在超過用電需要月份，靠蓄電池將多余的電能存儲起來，所以方陣發電量的不足和過剩值，是確定蓄電池容量的依據之一。同樣，連續陰雨天期間的負載用電量也必須從蓄電池取得。所以在這期間的耗電量也是確定蓄電池容量的因數之一。因此，蓄電池的容量計算公式為：Bc=KQLNLTO/CC(Ah)式中：K為安全系數，取1.1~1.4；QL為負載日平均耗電量，即等于工作電流乘以日工作小時數；NL為最長連續陰雨天數；TO為溫度修正系數，一般在0℃以上取1，-10℃以上取1.1，-10℃以下取1.2；CC為蓄電池放電深度，一般鉛蓄電池取0.75，堿性鎳鎘蓄電池取0.85。太陽能電池陣列設計太陽能組件串聯數Ns將太陽能電池組件按一定數目串聯起來，就可以獲得所需要的工作電壓。另外，太陽能電池方陣對蓄電池充電時，太陽能電池組件的串聯數必須適當。如果串聯數太少，串聯電壓低于蓄電池浮充電壓,方陣就不能對蓄電池充電。當串聯組件的輸出電壓遠高于浮充電壓時，充電電流也不會有明顯的增加。因此，只有當太陽能電池組件的串聯電壓等于合適的浮充電壓時，才能達到最佳的充電狀態。計算方法如下：Ns=UR/UDC=(Uf+UD+Uc)/UDC式中：UR為太陽能電池方陣輸出最小電壓；UDC為太陽能電池組件的最佳工作電壓；Uf為蓄電池浮充電壓；UD為二極管壓降，一般取0.7V；Uc為其他因數引起的壓降。蓄電池的浮充電壓和所選的蓄電池參數有關，應等于在最低溫度下所選蓄電池單體的最大工作電壓乘以串聯的電池數。太陽能電池組件并聯數量Np在確定這個問題之前，先確定其相關的計算方法。1.將太陽能電池方陣安裝地點的太陽能日輻射量Ht,轉換成在標準光強下的平均日輻射時數H(日照射量見表2)：H=Ht×2.778/10000（h）式中：2.778/10000為將日輻射量換算為標準光強（1000W/m）下的平均日輻射時數的系數。22.太陽能電池組件日發電量Qp:

Qp=I

OCHKOPCZ(Ah)式中：IOC為太陽能電池組件最佳工作電流；KOP為斜面修正系數(日照射量見表)；CZ為修正系數,主要為組合、衰減、灰塵、充電效率等的損失，一般取0.8。兩組最長連續陰雨天之間的最短間隔天數Nw(一般取Nw=30天)。主要考慮要在此時間內將虧損的蓄電池電量補充起來，需要補充的蓄電池電池容量為：Bcb=KQLNL(Ah)QL=P/VL×N太陽能電池組件并聯數Np計算方法：Np=(Bcb+NwQL)/(QPNW)表達式意為：并聯所用太陽能電池組件數是在連續陰雨天之間的最短間隔天數內所發電量，不僅供負載耗電使用，還需補足蓄電池在最長連續陰雨天內所虧損電量。太陽能電池方陣的功率計算：根據太陽能電池組件的串聯數，即可以得出所需要太陽能電池方陣的功率P=PoNSNP(W)式中：Po為太陽能電池組件的額定功率。實際應用中，光伏電池常常是與蓄電池混合供電的。這個混和供電系統可等效為一個光伏電池帶負載、帶偏壓的電路，其等效電路和負載特性曲線如圖2～4所示：Isc

ID

Eb

ILRL圖2光伏電池有負載、有偏壓時的等效電路I

EL

UL

Usc

U

I

Eb=UOC

UILISC

RL

RL圖3光伏電池有負載、有偏壓的伏安特性電伏安特性四、實驗步驟：

圖4光伏電池有負載、有偏壓的蓄電池充滿1．將兩頭是7芯的航空插頭連接線將太陽能電池板與實驗臺相連（太陽能板的航空插座與實驗臺右側的航空插座），2.打開電源總開關，按照圖1.7連接太陽能電池板發電功率測試電路。33將太陽能電池板正對著光源，將光源的的開關打到“開”，調節“光源控制”的電位器即可改變光源的亮度，改變光源的亮度,從小到大調節負載電阻R，同時記錄電壓值V、電流值I、計算發電功率P=VI。圖1.7連接太陽能電池板發電功率測試電路。4．按下表改變可調負載的值，觀察并記錄每一種負載下的電壓和電流值，計算太陽能電池板輸出功率，分析負載對太陽能電池板的影響。編號負載/Ω電壓/V電流/mA功率/mW1開路（∞）19.260.0190.37250019.10.0490.94340018.980.0701.33430018.470.1542.84520017.820.1993.56610011.260.2632.967500.2890.3730.115.依據太陽能電池板的充電電壓，計算充滿設備蓄電池電量的時間。6.依據太陽能電池板的功率，按照逆變效率70%和設備負載如果連續工作一晝夜的話。計算需要多大