第8节太阳能电池组件的设计.汇编.pptx

太阳能电池组件的设计 单体太阳能电池，无论面积大小，其工作电压均为0.45V～0.5V，典型值为0.48V. 开路电压为0.5～0.6V.工作电流为20mA～25mA/cm2，电池片输出的电流I和发电功率P,与电池片的面积大小成正比。电池片的面积越大，输出的电流和发电功率越大。目前，单体太阳能电池:一般尺寸较大的为15cm×15cm,峰值功率为3W.常见的太阳能电池片为?10cm的圆片，峰值功率1W. 10cm×10cm的方片，峰值功率1.4W。 较小的太阳能电池片为2cm×2cm  单体电池不能直接作为电源使用。 用电设备一般需要6V以上的工作电压,10W以上的电功率。 这就需要把单体太阳能电池组合，通过串、并联连接，做成太阳能电池组件，作为电源使用。 1、多个单体电池串联---不改变输出电流，使输出电压成比例增加。 2、多个单体电池并联---不改变输出电压，使输出电流成比例增加。 3、多个单体电池通过串联与并联混合连接，满足输出电压与输出电流的要求。 太阳能电池标准组件： 一般用9串4列，或者12串3列组成36片的串联结构。 单体电池片工作电压为0.48V, 标准太阳能电池组件额定输出电压为17V,可以对12V的铅酸蓄电池进行有效充电。 用做用途时，可以按照电压需求制作组件。 制作太阳能电池组件： 制作太阳能电池组件前，要合理的排列单体电池片，对电池组件外形尺寸、输出功率、电池片的排列布局进行板型设计。 根据标称的工作电压----确定单体太阳能电池的串联数量。 根据标称输出功率-----确定单体太阳能电池的并联数量。 太阳能电池组件，不论功率大小，一般都是由36片、54片、60片、72片串联组成， 电池片的排列布局有多种形式： 4片×9片、6片×6片、6片×12片、6片×9片、6片×10片。 举例：制作20W的太阳能电池组件。 手头有2.3W的单体单晶硅电池片，尺寸为125cm ×125cm。 设计： 根据电池片的情况，确定选用9片2.3W的单体电池片， 电池组件功率为：2.3W ×9=20.7W,符合设计要求。 将每张电池片平均切割，分成4等份，组成36片组件。 采用4片 ×9片或者6片 ×6片的板型布局。 电池片与电池片间隙取2mm ～3mm. 根据版型设计， 一般上边距取35 ～50mm,下边距取20mm ～35mm. 左右边距取10 ～ 20mm. 确定电池组件的尺寸，可以确定钢化玻璃、EVA、背板的尺寸。 ① 4 ×9版型，钢化玻璃尺寸为: 长634mm，宽276mm. ② 6×6版型，钢化玻璃尺寸为: 长440mm，宽405mm. 安装边框后，外形尺寸增加4mm～5mm. 设计太阳能电池组件时，电池组件的外形尽量设计成正方形结构， （正方形的周长最短，可以节约材料）。 常见太阳能电池组件的输出功率： 8W、10W、20W、36W、40W、50W、75W、160W。 举例2：用?40mm的单体电池制作一个输出工作电压为1.5V，峰值功率为1.2W的太阳能电池组件，光伏电池的光电转换效率为8.5%。 解：电池片串联数量N=1.5V/0.41V=3.66片≈4片 单体电池片的吸光面积S=?πr2=?π/4d2=12.57cm2 单体电池输出功率P=12.57cm2×100mW/cm2×8.5%×95%=0.1W 太阳能电池片总数M=1.2W/0.1W=12片。 电池片并联数量B=12/4=3组 12片?40mm的单体太阳能电池片4串3并。