文档介绍：光伏电池培训手册
第一部分 地面太阳电池发电系统
太阳电池发电系统（又称光伏发电系统） ，按其使用场所不同，可分为空间应用和地 面应用两大类。 在地面可以作为独立的电源使用， 也可以与风力发电机或柴油机等组成混合 发电系统，还可以与电网联接，向电网输送电力。目前应用比较广泛的光伏发电系统主要是 作为地面独立电源使用。
第一节
独立光伏系统系统概述
通常的独立光伏发电系统主要由太阳电池方阵、 蓄电池、 控制器以及阻塞二极管组成， 其方框图如下：
阻塞二极管
控制器 太阳 电池 方阵
蓄 电 池
负 载
１．１．１太阳电池方阵
方阵的作用是将太阳辐射能直接转换成电能，供给负载使用。一般由若干太阳电池组 件按一定方式连接，再配上适当的支架及接线盒组成。
１．１．２蓄电池组
蓄电池组是太阳电池方阵的贮能装置，其作用是将方阵在有日照时发出的多余电能贮 存起来，在晚间或阴雨天供负载使用。 在光伏发电系统中，蓄电池处于浮充放电状态，夏天日照量大，除了供给负载用电外， 还对蓄电池充电；在冬天日照量少，这部分贮存的电能逐步放出，在这种季节性循环的基础 上还要加上小得多的日循环， 白天方阵给蓄电池充电， （同时方阵还要给负载用电） 晚上则 ， 负载用电全部由蓄电池供给。因此，要求蓄电池的自放电要小，而且充电效率要高，同时还 要考虑价格和使用是否方便等因素。 常用的蓄电池有铅酸蓄电池和硅胶蓄电池， 要求较高的 场合也有价格比较昂贵的镍镉蓄电池。
１．１．３控制器
在不同类型的光伏发电系统中控制器各不相同，其功能多少及复杂程度差别很大，需
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根据发电系统的要求及重要程度来确定。控制器主要由电子元器件、仪表、继电器、开关等 组成。在简单的太阳电池，蓄电池系统中，控制器的作用是保护蓄电池，避免过充，过放。 若光伏电站并网供电，控制器则需要有自动监测、控制、调节、转换等多种功能。如果负载 用的是交流电， 则在负载和蓄电池间还应配备逆变器， 逆变器的作用就是将方阵和蓄电池提 供的低压直流电逆变成 220 伏交流电，供给负载使用。
１．１．４阻塞二极管
也称作为反充二极管或隔离二极管，其作用是利用二极管的单向导电性阻止无日照时 蓄电池通过太阳电池方阵放电。 对阻塞二极管的要求是工作电流必须大于方阵的最大输出电 反向耐压要高于蓄电池组的电压。 流，反向耐压要高于蓄电池组的电压。在方阵工作时，阻塞二极管两端有一定的电压降，对 硅二极管通常为 ～；肖特基或锗管 左右。
第二节
太阳电池组件
太阳电池是将太阳光直接转换为电能的最基本元件。但单体太阳电池是不能直接做为 电源使用的。因为单体电池薄而脆，容易碎裂，其电极的耐湿，耐腐蚀性能也还不能满足长 期裸露使用的要求， 而且单体太阳电池的工作电压太低， 远不能满足一般用电设备的电压要 求。 因而需根据使用要求将若干单体电池进行适当的连接并经过封装后， 组成一个可以单独 对外供电的最小单元即组件。
１．２．１组件电气性能的设计
在设计中主要是确定组件工作电压和功率这两个参数。同时还要根据目前材料、工艺 水平和长寿命的要求，让组件面积比较合适，并让单体电池之间的连接可靠，且组合损失较 小。 通过对单体太阳电池进行适当的串、并联，以满足不同的需要。电池串联时，两端电 电池串联时， 电池串联时 压为各单体电池中电压之和，电流等于各电池中最小的电流；并联时， 压为各单体电池中电压之和，电流等于各电池中最小的电流；并联时，总电流为各单体电池 电流之和，电压取平均值。 电流之和，电压取平均值。 组件设计举列： 用
Φ40mm 的单晶硅太阳电池 （效率为 %） 设计一工作电压为 伏， 峰值功率为 瓦的组件。 单晶硅电池的工作电压为：V= 则串联电池数： 则串联电池数：Ns== 片 ，取 Ns=4 片 单体电池面积：s=π/4d =π×4 /4= 2 单体电池封装后功率：Pm=100mv/cm ××%×95%=100mw= 式中 95%是考虑封装时的失配损失 需太阳电池总的片数：N= =12 / 需太阳电池总的片数：N==12 片 太阳电池并联数： 太阳电池并联数：NP=N/Ns=12/4=3 组
2 2 2
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故用 12 片Φ40mm 的单晶硅太阳电池四串三并，即可满足要求。 联接