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温度系数对薄膜电站建设的影响

2019-10-08 19:32:26来源:励志吧0次阅读

非晶硅太阳能电池具有优异的温度系数,在设计太阳能电站时应充分利用这项优点。我们这里所涉及的温度表示太阳能电池的结温,结温指的是太阳能电池PN结部分的温度。

太阳能电池包括单晶硅、多晶硅、薄膜等类型,它们都是利用半导体的光伏效应发电的,其发电性能不可避免的受到结温的影响。而结温又与环境温度、日照强度和通风情况有关,在风速适宜的情况下,当阳光辐照度每平方米大于400瓦时,结温减去环境温度正比于光强辐照度,实验表明即使在冬季的中午,环境温度为10℃的情况下,结温也会维持在48℃左右,而所有的太阳能电池组件标称的功率等参数都是在标准条件下测得的,这个标准条件就是组件温度25℃,光照为每平方米1000瓦,大气质量为AM1.5(从太阳表面放射出的光线,到达地球大气层时,会随着当地的纬度、时间与气象状况而改变。也就是说,同一地点的直射日光,会随着四季不同的空气量而改变。通过大气层的空气量称为空气质量即AM。太阳光从天顶垂直通过大气层的空气量称为AM1,但在自然条件下,太阳光一般是倾斜通过大气层的,此时的空气量称为AM1.5。)光谱特征,而一般太阳能电池都不是在此条件下工作的。

接着我们介绍一下非晶硅薄膜太阳能电池的几个关键的温度系数,以普乐新能源组件的参数为例,温度每升高1℃,输出功率下降0.2%,开路电压下降0.26%,短路电流升高0.09%。其他厂家的非晶硅薄膜太阳能组件的测试结果与此差别不大。该系数表明非晶硅更适宜高光照高温度的使用环境,与之相比晶硅电池的功率温度系数约为-0.45%左右。在阳光的照射下,太阳能电池的结温会迅速升高。特别是在阳光较强温度较高的夏季,组件的结温甚至高达70℃以上。工作温度越高,非晶硅电池的优势越明显,非晶硅电池的年平均发电量比晶体硅电池多10%左右。

现在我们谈谈另外一个关键的参数,电压的温度系数,该参数及组件的开路电压(电池片在外部负载电路断路时的电压)、最大系统电压和功率,并结合使用环境,可以决定逆变器几个基本参数。

任何太阳能电站都是由若干组件串联,最后通过汇流并联而成。设计组件串联,使其开路电压、工作电压等参数处于最佳值并与逆变器匹配。要实现最佳匹配组件串联必须满足三个基本条件:第一,组件串联后的最大开路电压不能超过组件的最大系统电压(组件的安全电压,一般而言,大陆地区和欧洲地区规定此值为1000伏,北美地区为600伏);第二,组件的最大开路电压不能超过逆变器的最大允许电压;第三,组件串联的工作电压要在逆变器的工作电压的跟踪范围之内。但是需要特别强调是上述三点内容都受温度和光照的影响。

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