太阳能光伏电池特性实验研究

针对太阳能光伏电池特性对最大输出功率80W的单晶硅电池进行实验研究,得到光伏电池的伏安特性曲线。研究结果表明,太阳能光伏电池短路电流随太阳辐射强度的增大线性增加,开路电压随太阳辐射强度的增大呈对数增加,且弱光时开路电压随光照强度增加很快,强光(>300W.m-2)时趋于饱和。     

积灰对光伏板输出特性影响理论和试验研究

建立太阳能光伏板积灰状态下短路电流随温度变化理论模型,用以分析光伏板输出特性中温度对其影响程度的大小。通过试验的方法拟合出在定积灰密度下,不同辐照强度时积灰与清洁状态光伏板短路电流比值、开路电压比值、输出功率比值变化曲线。将试验曲线与理论分析进行比对,得出积灰对光伏板短路电流影响较小,开路电压和输出功率影响较大的结论。最后分析积灰影响系数k′的应用和工程意义。     

基于PVsyst的太阳能光伏电池电气特性的仿真研究

在不同辐照强度和光伏电池温度、有无旁路二极管条件下,利用光伏软件PVsyst对多晶硅光伏电池组件及其单体电池的反向特性进行了研究,对不同旁路二极管数量、局部电池不同阴影率条件下的光伏组件输出特性进行了仿真。基于辐照强度、电池温度、旁路二极管对光伏组件及其电池反向特性的影响,对旁路二极管和局部电池阴影率对光伏组件发电性能的影响进行了分析。研究结果表明:当光伏电池加反向恒定电压时,随辐照强度、电池温度升高,流过电池的电流逐渐升高;当无旁路二极管的光伏组件加反向电压时,随反向电压升高,电流升高缓慢,当带旁路二极管的光伏组件加反向电压时,旁路二极管导通,电流急剧升高;当光伏组件局部电池被遮挡时随旁路二极管数量增加,光伏组件功率损失逐渐减小,当光伏组件无旁路二极管时随光伏组件局部电池阴影率升高,光伏组件输出功率持续下降。     

南极中山站30 kW光伏发电系统工作特性研究

研究南极中山站地区太阳辐照度和环境温度的联合分布情况,确定极端环境条件;建立不同辐照度和温度条件下光伏电池I-V特性分析模型,分析极端条件对电池发电特性的影响;研究确定2种30 kW光伏发电阵列方案,并对光伏阵列的发电性能进行仿真分析。研究结果:极区环境对光伏组件的发电特性有较大影响,在倾角、辐照度和环境温度等因素影响下,光伏组件的开路电压、最大功率电压能够增大16.9%,短路电流、最大功率电流增大31%,瞬间最大功率可能增大50.2%。     

沙漠沙尘粒径对太阳能光伏组件性能影响的实验研究

通过选用不同粒径的沙漠沙尘颗粒沉积于太阳能光伏组件表面,对太阳能光伏组件的背板温度变化及输出特性进行实验研究。结果表明:随着沉积在光伏组件表面的沙尘粒径(0.05～0.3 mm)变化,组件的开路电压变化较小,其最大差值为0.25 V,变化幅度约1.2%;对短路电流和输出功率有较大影响,短路电流的最大差值大约为13%,输出功率的最大差值约为17%。     

光伏组件自动清洗系统的应用研究

针对积灰影响光伏组件发电量且现有光伏组件清洗方式不能满足大规模光伏电站清洗需求的情况，设计了1套光伏组件自动清洗系统。该自动清洗系统由水源、水泵、喷淋系统和可编程逻辑控制器(PLC)控制柜等组成，其可同时对3个光伏阵列进行清洗，实现光伏组件的自动清洗；然后以某8.2 MW光伏电站为例，研究了清洗前后光伏组件的I-V特性、表面温度、短路电流、开路电压、输出功率、光能转化效率的变化情况；最后分析了积灰对光伏电站经济性的影响。研究结果显示：1)相较于清洗前，清洗后光伏组件的I-V特性、表面温度、短路电流、开路电压、输出功率、光能转化效率均得到明显改善；2)当光伏组件表面处于稠密积灰状态时，经济损失基本平稳，日经济损失最高约可达4268元。由此可以说明，利用光伏组件自动清洗系统对光伏组件进行定期清洗尤为重要。     

单抛物反射面聚光光伏系统的性能研究

为了提高常规光伏电池组件利用率,该文采用单抛物反射面建立了聚光光伏系统,并与常规平板系统对比,进行了性能研究.该系统利用控制机构,根据太阳高度角决定单抛物反射面是否立起工作,对太阳辐射低倍率聚光,避免了聚光后辐照度过高,表面温度升高也较小.对比常规平板系统,夏至附近短路电流提高了约12.6%,开路电压提高了约0.5%;冬至附近,短路电流提高了约36.4%,开路电压提高了约1.4%.另一方面,夏至附近不聚光的最高辐照度为842W/m2,冬至附近聚光的最高辐照度为834W/m2,不会损伤光伏电池组件,可采用普通多晶硅光伏电池组件,且不需要冷却系统.研究表明,采用该系统能以较小的成本获得以上受益,发掘了常规光伏电池组件应用潜力,为进一步提高光伏发电系统的性价比提供了方法.     

光伏系统设计中太阳辐射强度影响的分析

太阳辐射强度影响光伏系统的发电量,根据工程上常用的晶体硅太阳电池的数学模型,利用典型气象年逐时数据,考虑太阳辐射强度的影响,利用Visual Basic语言编程分别计算了一天和一年中的光伏电池组件的发电量,并与不考虑辐射强度影响的峰值日照时数方法计算结果进行比较。结果表明：昆明地区考虑辐射强度的逐时计算结果与不考虑辐射强度的计算结果相差7.05%,光伏系统设计中必须考虑当地的太阳辐射强度分布情况。     

一种光伏组件输出功率的估算模型

根据简化的太阳能电池模型,结合IEC60891关于任意条件下光伏组件的短路电流和开路电压的校正公式,提出了一种光伏组件输出功率估算模型。利用该模型估算了光伏组件在晴天、阴天、多云天气的输出功率,并与户外测试平台上实测组件的输出功率数据进行对比分析,验证了所提出的估算模型具有良好的精度与稳定性。     

沙漠沙尘对光伏组件温度性能影响实验研究

通过选取不同积沙密度和沙尘粒径分别沉积在光伏组件表面,对光伏组件温度性能影响展开研究。结果表明:清洁光伏组件的背板温度高于积沙光伏组件的背板温度。当光伏组件表面的积沙密度不断增大时,光伏组件的温度呈现先下降后上升的趋势;当光伏组件表面的积沙密度小于等于35 g/m~2时,影响温度的主要因素是遮挡而造成吸收辐射能的减小;当光伏组件表面的积沙密度增大至35 g/m~2时,由遮挡而影响的温度降低幅度达到最大值,当组件表面积沙密度大于35 g/m~2,表面积沙使组件的散热性能降低,热阻增大,背板温度上升;当组件表面的沙尘完全遮挡住太阳辐射时,组件的温度不会上升,此时组件温度与环境温度相接近;当光伏组件表面积沙粒径增大时,光伏组件的温度整体呈现先下降后上升的趋势,且在粒径为0.04～0.06 mm时光伏组件的温度最低,与清洁组件相比其温度降低的最大值为6.62℃,在沙尘粒径为0.3～0.4 mm时光伏组件的温度是积沙组件中温度最高的,与清洁组件相比其温度降低的最大值仅为2.3℃,温度降低的最小值仅为0.85℃。     

基于数据手册的光伏电池特性及参数实用估算方法

利用光伏电池数据手册提供的标准测试条件下的开路电压、短路电流、最大功率点电压和最大功率点电流,得到光伏电池的详细模型参数;提出一种光伏电池模型的等效并联电阻和串联电阻的估算新方法。利用数据手册中的光伏电池短路电流和开路电压温度系数,得到了任意光强和任意温度下的光伏电池模型。为降低求解隐函数模型方程的复杂性,采用近似方法求解隐函数超越方程,得到了光伏电池模型显函数表达式。通过与两种光伏电池在不同光强和温度下的测试数据及同类模型的比较,验证了所提出的模型及参数估算方法的正确性、有效性,具有较高的精度。     

多因素耦合对光伏组件表面温度影响的试验研究

低温条件(0℃以下)对光伏发电量影响的相关研究较少,为进一步研究温度对发电量的影响,该文首先研究各个因素对光伏组件表面温度的影响。运用灰色关联分析定量分析影响光伏组件表面温度的多种因素,分析得到各影响因子与光伏组件表面温度的最佳关联顺序为太阳辐照度环境温度风速湿度。并采用多元线性回归方程分析各影响因素与光伏组件表面温度之间的关系,结果为太阳辐照度每升高1 W/m~2,光伏组件正面温度增加0.037℃;环境温度每升高1℃,光伏组件正面温度增加0.851℃;风速每升高1 m/s,光伏组件正面温度降低0.421℃;湿度每升高1%,光伏组件正面温度增加0.248℃。其次,根据太阳电池转换特性还研究了光伏组件表面温度对光伏组件输出电压、电流及发电量的影响,并采用一元线性回归方程分析其关系,结果为光伏组件正面温度每升高1℃,发电量增加0.016 Wh。     

制备温度对(a-C∶Fe)/Al_2O_3/Si结构光电转换效应影响的研究

采用脉冲激光沉积法在n-Si(100)衬底上制备氧化铝膜(Al2O3)和不同温度下的铁掺杂非晶碳薄膜(a-C∶Fe)。I-V特性曲线表明:制备的a-C∶Fe/Al2O3/Si异质结结构具有明显的整流特性和光伏效应,碳膜的制备温度对a-C∶Fe/Al2O3/Si结构电池光伏性能有显著影响。合适的沉积温度能显著增大异质结的开路电压和短路电流,进而增大异质结的光电转换效率,在碳膜制备温度为350℃时,异质结获得最佳光电转换效率。当制备温度超过350℃时,电池的开路电压与短路电流大幅度减小。通过对a-C∶Fe膜的拉曼光谱分析显示,随着制备温度的升高,非晶碳膜的结构经历了从类金刚石向类石墨化的转变,从而对电池的光电转换特性造成显著影响。     

双面光伏组件安装特点的模拟研究

针对影响双面光伏组件背面接收的太阳辐射量的因素进行了研究,应用PVsyst软件,以采用前后排光伏组件固定间距、固定式光伏支架安装的光伏发电系统为例,以草地作为代表地表特征,模拟分析了双面光伏组件在不同安装高度和不同安装倾角条件下其背面接收的太阳辐射量的变化情况。研究结果表明,当双面光伏组件的安装倾角一定时,其安装高度与其背面接收的有效太阳辐射量成正比;而当双面光伏组件的安装高度一定时,其安装倾角越小,双面光伏组件背面接收的有效太阳辐射量中地面反射辐射量的占比就越大。     

Ⅲ-Ⅴ族太阳电池的发展和应用系列讲座(5) 砷化镓基系Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体太阳电池的发展和应用(5)

<正>聚光可利用相对便宜的光学系统,成百上千倍地提高照射到电池表面的太阳光强,相应增加电池的输出功率,降低光伏发电系统的成本。而且,聚光还可提高电池的效率。因为在理想情况下,在一定光强范围,电池的短路电流与光强呈正比,而开路电压随光强呈对数式增长。然而,实际的太阳电池器件具有一定等效串联     

基于温度系数试验的光伏组件性能评估

基于IEC 61215标准温度系数试验并扩展进行系列研究,比较不同类型光伏组件的温度特性,并对不同辐照度下温度对组件性能的影响程度进行研究,以及常规温度系数测试方法不确定度的分析。结果表明:单晶硅组件和多晶硅组件温度敏感性相似,非晶硅薄膜组件高温下发电性能较晶硅组件好,且温度敏感性较晶体硅组件低;不同辐照度下温度对组件输出特性的影响不同,随辐照度的增加,温度对组件开路电压和峰值功率的影响逐渐减弱呈阶梯形,低辐照下温度对组件性能影响更大;此外,常规温度系数测试中热电偶粘贴位置的不同对测试结果有一定影响,组件在横放进行降温法测试时,远离接线盒端下方测得的温度系数值较接近组件平均温度系数值。     

局部阴影下光伏阵列自适应MPPT方法研究

光伏阵列受局部阴影、个别光伏组件故障等影响,输出P-U特性呈多峰现象,此时传统最大功率点跟踪(MPPT)往往无法跟踪到真正的全局最大功率点(MPP)。为了避免由此导致的光伏阵列输出功率大幅度损失,在深入研究阴影条件下光伏阵列多峰功率特性的基础上,提出一种自适应全局MPPT方法。当光伏阵列的输出P-U特性发生变化时,该方法能自适应调整跟踪策略寻找到全局MPP。20 k Wp光伏阵列仿真实验和统计分析结果表明,该方法在超过90%的阴影案例中,能准确快速平稳地跟踪到真正的全局MPP,且对开路电压和短路电流估测误差具有鲁棒性。实验测试结果表明:该MPPT方法能在局部阴影发生前后跟踪到光伏阵列的全局MPP。由于原理简单、所需传感器数量少、MPPT跟踪性能优异,自适应MPPT方法具有较好的应用前景。     

太阳电池光电性能户外测试方法与测试仪器

提出了通过测量环境温度及自然阳光下标准太阳电池短路电流来确定太阳实际辐照度的方法,设计了太阳电池光电性能户外测试仪器,可在现场对太阳电池的I-U曲线、短路电流、开路电压、峰值功率、峰值功率点所对应的电流和电压、填充因子、光电转换效率和串联电阻等进行快速测量,并将各项测量结果转换为STC下的对应值。实践证明,该仪器使用方便,测量结果重复性好、精度高。     

温度对多晶硅太阳电池性能影响的研究

对商业用冶金级和太阳能级多晶硅太阳电池不同温度下的性能参数做了分析,验证了太阳能级硅电池的性能优势。实验结果表明,随着温度T的升高,开路电压V_(oc),最大输出功率P_m,转换效率η近似线性下降,短路电流I_(sc)近似线性上升,填充因子FF的实验值和理论值变化趋势一致,当T40℃时,FF随T升高明显下降。对开路电压V_(oc)随温度T升高的线性下降速率dV_(oc)/dT进行定量分析。dI_(sc)/dT变化量与dV_(oc)/dT相比可以忽略。     

光伏方阵最佳倾角的计算

确定独立光伏方阵的最佳倾角时，不应以太阳辐射强度最弱月份为依据，而应综合考虑方阵面上太阳辐射强度的均衡性和极大性，根据夏半年和冬半年倾斜面上所接收到的太阳辐射量进行判断。本文给出了我国６３个地区光伏方阵最佳倾角的计算结果。