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太阳能板热斑效应的介绍

发表时间:2022-09-05 16:34

太阳能板热斑效应的介绍

1.太阳能板发电原理

1.1太阳能电池组件,利用半导体材料的电子学特性,当太阳光照射在半导体PN结上,由于P-N结势垒区产生了较强的内建静电场,因而产生在势垒区中的非平衡电子和空穴或产生在势垒区外但扩散进势垒区的非平衡电子和空穴,在内建静电场的作用下,各自向相反方向运动,离开势垒区,结果使P区电势升高,N区电势降低,从而在外电路中产生电压和电流,将光能转化成电能。

1.2太阳组件的发电原理是光生伏特效应,如果没有光,就没有“伏特”,也就是发不了电,但也不是绝对不发电,要看遮挡的严重度。遮挡了直射光,还有散射光,那么也会有一定的发电量,太阳能组件是由几十个太阳能电池通过一定的串并联组成的,遮挡不同的区域的电池对发电量影响都不同。遮挡第一影响发电量。

2.热班效应。

2.1在一定条件下,一串联支路中被遮蔽的太阳电池组件,将被当作负载消耗其他有光照的太阳电池组件所产生的能量。被遮蔽的太阳电池组此时发热,这就是热斑效应。

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3.热斑效应的危害

3.1有光照的太阳电池组件所产生的部分能量或所有能量,都可能被遮蔽的电池所消耗。

3.2热斑效应会使焊点融化,破坏封装材料(如无旁路二极管保护),甚至会使整个方阵失效。

4.3热斑会导致组件功率衰减失效或者直接导致组件烧毁报废。

4.产生热斑效应的原因。

4.1造成热斑效应的根源是有个别坏电池的混入,电极焊片虚焊、电池由裂纹演变为破碎,个别电池特性变坏,电池局部受到阴影遮挡等。

4.2由于局部阴影的存在,太阳电池组件中某些电池单片的电流,电压发生了变化。其结果使太阳电池组件局部电流与电压之积增大,从而在这些电池组件上产生了局部温升。

5.如何防范热斑效应?

措施:在太阳电池组件的正负极间并联一个旁路二极管,以增加方阵的可靠性。通常情况下,旁路二极管处于反偏压,不影响组件正常工作。

原理:当一个电池被遮挡时,其他电池促其反偏成为大电阻,此时二极管导通,总电池中超过被遮电池光生电流的部分被二极管分流,从而避免被遮电池过热损坏。以避免光照组件所产生的能量被受遮蔽的组件所消耗。

6.应用选址。

6.1太阳能电池依赖于日光照射而发电,当投射到电池板上的日光被遮挡时,方阵功率输出特性将受到严重影响,在电池板上的一个小小阴影也能够使其性能大大降低,因此,在光伏系统设计和安装过程中仔细地确定阳光通路和避开阴影,对保证方阵的额定功率和降低光伏系统发电成本极为重要。

6.2当依据要求收集到候选场地的太阳能资源数据后,还应到现场仔细观察场地附近地障碍物,评估太阳阴影对太阳能电池方阵发电的影响,并提出避开障碍物或移开障碍物的建议。通过在屋顶、墙上或院子里或直接观测,为满足方阵的全年日照条件寻找一个最佳方位。

6.3发电系统组件架设在立杆上时,应该注意上下层的间距距离,保持距离>2.5M为最佳。

7..朝向发电效率评估百分比示意图(参考值):

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