項目2光伏發電系統的設計

任務2.2光伏組件的選型2.1.1太陽能電池片的識別及檢測太陽能電池片是構成光伏組件的最小單元。

1.太陽能電池片的結構常用的硅太陽能電池片有單晶硅和多晶硅的，如圖2-4所示。

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太陽能電池片有125×125和156×156的規格之分，如圖2-5所示。

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電池片的結構如圖2-6所示，正面是電池的負極，上面有細柵線、主柵線、減反射膜；背面是電池的正極，有鋁背場和背電極等。

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任務2.2光伏組件的選型2.太陽能電池片的分類（1）按所用材料分太陽能電池按所用材料分為硅太陽能電池和化合物太陽能光伏電池兩大類，如圖2-7所示。

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（2）按電池的構造分太陽能電池按電池的構造分為塊（片）狀或薄膜狀兩種，如圖2-10所示。

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任務2.2光伏組件的選型2.太陽能電池片的主要技術參數太陽能電池片的主要技術參數有開路電壓、短路電流、最大功率、最大功率下的電壓/電流、填充因子、轉換效率、等效串聯電阻等。可以由太陽能電池片分選儀進行測試，如圖2-11所示。

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任務2.2光伏組件的選型2.2.2光伏組件的識別及檢測為了滿足實際應用的需要，需要把太陽能電池片通過導線串、并聯連接并加以封裝構成，稱為光伏（太陽能）組件或太陽能電池板，如圖2-12所示。

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當應用領域需要較高的電壓和電流而單個組件不能滿足要求時，可把多個組件組成光伏陣列，以獲得所需要的電壓和電流，如圖2-13所示。

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任務2.2光伏組件的選型1.光伏組件的結構大多數晶體硅光伏組件是由透明的前表面、膠質密封材料、太陽能電池片、接線盒、端子、背表面和框架等組成，如圖2-14所示。

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任務2.2光伏組件的選型2.光伏組件的分類（1）按照基體材料分類可分為晶硅光伏組件（單、多晶硅）、非晶硅薄膜光伏組件、微晶硅薄膜光伏組件、納晶硅薄膜光伏組件、多元化合物光伏組件（包括砷化鎵、硫化鎘電池、碲化鎘電池、銅硒銦等）。（2）按照結構分類可分為同質結太陽組件（在相同的半導體材料上構成PN結）、異質結太陽組件（在不相同的半導體材料上構成PN結）、肖特基結太陽組件、復合結太陽組件、液結太陽組件等。

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2.光伏組件的分類（3）按照用途分類可分為空間太陽組件、地面光伏組件。（4）按使用狀態分類可分為平板太陽組件、聚光太陽組件。（5）按封裝材料分類可分為剛性封裝光伏組件、半剛性封裝光伏組件、柔性襯底封裝光伏組件。

3.光伏組件的制作工序光伏組件的制作工序如圖2-16所示，主要有：電池片的分選、單片焊接、串聯焊接、組件疊層、組件層壓、修邊、安裝邊框、安裝接線盒、成品測試、清洗和包裝入庫。

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4.光伏組件的性能光伏組件的性能主要指電流－電壓特性，可以用特性曲線描述，稱為光伏組件U－I曲線，該曲線描述組件輸出電流和電壓之間的關系，如圖2-24所示，上面有三個重要意義的點，即最大功率點Pm（Ump、Imp）、開路電壓（Uoc）和短路電流（Isc）。

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5.光伏陣列圖2-26是太陽能光伏組件串并相間組成的太陽能光伏陣列，它由L×M個太陽能光伏組件按L個串聯及M個并聯構成，其陣列的電壓較單個組件提高了L倍，而其電流則較單個組件增加大了M倍，然其效率保持不變。

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任務2.2光伏組件的選型6.太陽能電池（組件）的熱斑效應在長期使用中難免落上飛鳥、塵土、落葉等遮擋物，這些遮擋物在太陽電池組件上就形成了陰影，但組件的其余部分仍處于陽光暴曬之下，這樣局部被遮擋的太陽能電池（或組件）就要由未被遮擋的那部分太陽能電池（或組件）來提供負載所需的功率，使該部分太陽電池如同一個工作于反向偏置下的二極管，其電阻和壓降較大，從而消耗功率而導致發熱，這就是熱斑效應。這種效應能嚴重的破壞太陽能電池，嚴重的可能使焊點熔化、封裝材料破壞，甚至會使整個組件失效。項目2光伏發電系統的設計

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為了防止太陽能電池由于熱斑效應而遭受破壞，最好在太陽電池組件的正負極間并聯一個旁路二極管，以避免光照組件所產生的能量被受遮蔽的組件所消耗。當光伏陣列中的某個組件或組件中的某一部分被陰影遮擋或出現故障停止發電時，該旁路二極管導通，組件串工作電流經旁路二極管繞過故障組件，不影響其他組件的正常發電，同時也保護旁路組件避免受到較高的正向偏壓或由于“熱斑效應”發熱而損壞。如圖2-27所示。

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任務2.2光伏組件的選型2.2.3光伏組件及陣列容量的設計

1.基本計算方法基本計算公式如下：組件日平均發電量＝組件峰值電流（A）×峰值日照數（h）在計算組件的并聯數時，如果負載用電量的單位為W·h，應按下式進行轉換后進行計算。

光伏陣列的總功率（W）=組件并聯數×組件串聯數×選定組件的峰值輸出功率（W）項目2光伏發電系統的設計

任務2.2光伏組件的選型2.光伏組件方陣設計的修正（1）組件實際功率修正（2）逆變器功率的修正（3）蓄電池損耗修正

3.實用計算公式在考慮上述各種因素的影響后，引入相關修正系數得

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3.其他幾種市場計算公式和設計方法（1）以峰值日照時數為依據的簡全易計算方法此種方法主要用于小型獨立光伏發電系統的快速設計與計算。其主要參照的太陽能輻射參數是當地峰值日照時數。

上式中光伏組件功率、負載功率單位為瓦（W）；用電時數、當時峰值日照時數為小時（h）。項目2光伏發電系統的設計

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（2）以峰值日照時數為依據的多路負載的計算方法當光伏發電系統為多路不同的負載供電時，應先計算出總的負載日平均用電量，再結合當地峰值日照時數進行計算。