溫度係數對薄膜電站的影響

發佈日期: 2013 年 03 月 08 日 0:00 | 作者: | 分類: 綠能知識

非晶矽太陽能電池具有優異的溫度係數,在設計太陽能電站時應充分利用這項優點。我們這裡所涉及的溫度錶示太陽能電池的結溫,結溫指的是太陽能電池PN結部分的溫度。

太陽能電池包括單晶矽、多晶矽、薄膜等類型,它們都是利用半導體的光伏效應發電的,其發電性能不可避免的受到結溫的影響。而結溫又與環境溫度、日照強度和通風情況有關,在風速適宜的情況下,當陽光輻照度每平方米大於400瓦時,結溫減去環境溫度正比于光強輻照度,實驗表明即使在冬季的中午,環境溫度為10℃的情況下,結溫也會維持在48℃左右,而所有的太陽能電池元件標稱的功率等參數都是在標準條件下測得的,這個標準條件就是元件溫度25℃,光照為每平方米1000瓦,大氣品質為AM1.5(從太陽表面放射出的光線,到達地球大氣層時,會隨著當地的緯度、時間與氣象狀況而改變。也就是說,同一地點的直射日光,會隨著四季不同的空氣量而改變。通過大氣層的空氣量稱為空氣品質即AM。太陽光從天頂垂直通過大氣層的空氣量稱為AM1,但在自然條件下,太陽光一般是傾斜通過大氣層的,此時的空氣量稱為AM1.5。)光譜特徵,而一般太陽能電池都不是在此條件下工作的。

接著我們介紹一下非晶矽薄膜太陽能電池的幾個關鍵的溫度係數,以普樂新能源元件的參數為例,溫度每升高1℃,輸出功率下降0.2%,開路電壓下降0.26%,短路電流升高0.09%。其他廠家的非晶矽薄膜太陽能組件的測試結果與此差別不大。該係數表明非晶矽更適宜高光照高溫度的使用環境,與之相比晶矽電池的功率溫度係數約為-0.45%左右。在陽光的照射下,太陽能電池的結溫會迅速升高。特別是在陽光較強溫度較高的夏季,元件的結溫甚至高達70℃以上。工作溫度越高,非晶矽電池的優勢越明顯,非晶矽電池的年平均發電量比晶體矽電池多10%左右。

現在我們談談另外一個關鍵的參數,電壓的溫度係數,該參數及元件的開路電壓(電池片在外部負載電路斷路時的電壓)、最大系統電壓和功率,並結合使用環境,可以決定逆變器幾個基本參數。

任何太陽能電站都是由若干元件串聯,最後通過匯流並聯而成。設計元件串聯,使其開路電壓、工作電壓等參數處於最佳值並與逆變器匹配。要實現最佳匹配元件串聯必須滿足三個基本條件:第一,元件串聯後的最大開路電壓不能超過元件的最大系統電壓(元件的安全電壓,一般而言,大陸地區和歐洲地區規定此值為1000伏,北美地區為600伏);第二,元件的最大開路電壓不能超過逆變器的最大允許電壓;第三,元件串聯的工作電壓要在逆變器的工作電壓的跟蹤範圍之內。但是需要特別強調是上述三點內容都受溫度和光照的影響。

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