局部阴影遮挡条件下光伏组件输出特性的研究

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1、局部阴影遮挡条件下光伏组件输出特性的探究摘要：通过对光伏组件不同位置进行遮挡的实验，得到不同阴影条件下的I-V曲线，并对所得数据进行对比分析，探究阴影位置对输出功率的影响。结果表明，阴影遮挡对光伏组件的影响与被遮挡的串联支路的个数有关，当遮挡一个串联支路时，功率损耗为35.5%；遮挡两个串联支路时，功率损耗为70.1%；遮挡三个串联支路时，功率损耗为97.3%。关键词：光伏电池、局部阴影、I-V曲线、串联单位、旁路二极管TheexperimentontheproductivityofPVCellsWithPa

2、rtialShadingABSTRACT：wegetcertainI-Vcurvesunderdifferentshadingconditionsthroughtheexperimentofcoveringdifferentpositionsofthesolarcells,thenweanalyzethedatatoexploretheimpacttheshadowcauses.TheresultshowsthatshadingeffectsonthePVmodulesrelatetothenumberoft

3、hebrancheswhicharecoveredbytheshadows.whenonebranchofthesolarcellsiscovered,thepowerlostwillbe35.5%,andiftwoorthreearecovered,thelostwillbe70.1%and97.3%.KEYWORDS：Photovoltaiccells;Partialocclusion;characteristiccurveofV—I;Bypassdiode目录1.引言11.1问题提出11.2光伏电池的发

4、电原理11.3光伏电池的等效电路模型31.4部分阴影遮挡下光伏组件输出特性的研究52.实验方法52.1多晶硅太阳能电池组件各参数62.2其它设备：62.3光伏组件结构：63.实验结果与分析83.1对光伏组件同一串联支路内的电池片进行遮挡研究83.2对光伏组件的多个串联支路进行遮挡研究104.评价与解释145.结论156.参考文献：161.引言1.1问题提出光伏发电的能量来源是取之不尽，用之不竭的太阳光，利用太阳光的波粒二象性在半导体中产生电子迁移而发电，在太阳能光伏发电的过程中，不会产生任何污染物，不破坏生态

5、环境，是一种清洁安全的能源，具有很大的发展前景。目前，太阳能的利用和光伏电池的特性研究是2l世纪的热门课题，许多发达国家正投入大量人力物力对太阳能接收器进行研究。光伏电池作为太阳能光伏发电系统的基本发电单元，极易受到树叶，灰尘等各种遮挡物的影响，而使电池特性变坏，能量输出能力降低，甚至形成热斑，损坏电池。因此研究光伏电池板在阴影作用下的输出特性，尽可能地提高电池板的输出效率并减小遮挡物对电池板造成的损耗，对提高光伏系统效率具有重要意义。就目前而言，人们做的探究一是仿真建模，二是实验室条件下做实验。以往大家的实

6、验都是做关于阴影面积的大小对光伏组件输出特性的影响而忽略了阴影位置的影响。于是本文就针对不同位置的阴影对输出特性的影响进行了探究。1.2光伏电池的发电原理16如果在纯净的硅晶体中掺入少量的5价杂质磷（或砷、锑等），由于磷原子具有5个价电子，所以1个磷原子同相邻的4个硅原子结成共价键时，还多余1个价电子，这个价电子很容易挣脱磷原子的吸引而变成自由电子。所以一个掺入5价杂质的4价半导体就成了电子导电类型的半导体，也称为n型半导体。在n型半导体中，除了由于掺入杂质而产生大量的自由电子以外还有由于热激发而产生的少量电

7、子-空穴对。同理，掺入3价杂质的4价半导体称为p型半导体。若将p型半导体和n型半导体两者紧密结合，联成一体时，在靠近交界面附近的区域内，空穴要由浓度大的p区向浓度小的n区扩散，并与那里的电子复合、从而使n区出现一批带正电荷的掺入杂质的离子。同时，p区内出现一批带负电荷的掺入杂质的离子。扩散的结果是在交界面的两边形成一边带正电荷而另一边带负电荷的一层很薄的区域，称为空间电荷区，即p-n结。在p-n结内由于两边分别积攒了负电荷和正电荷，会产生一个由n区指向p区的电场，称为内建电场（或势垒电场）。n区p区在光照下，

8、当光子能量大于半导体材料的禁带宽度时，具有足够能量的光子能够在P型硅和N型硅中使价电子激发出来，以致产生电子－空穴对。并且，在内建电场作用下空穴由N极区往P极区移动，电子由P极区向N极区移动，16从而在p-n结两侧形成了正负电荷的积累，形成与内建电场相反的光生电场。这个电场除了部分抵消内建电场以外，还使p型区带正电，n型区带负电，因此产生了光生电动势。如果在该光伏电池上接上负载，则被结分开的过剩载流