局部阴影遮挡的太阳电池组件输出特性实验研究

结合太阳电池双二极管与雪崩击穿效应数学模型,设计太阳电池组件遮挡实验,并对组件性能进行实际测试。分别在有、无旁通二极管两种情况下,分析比较单片太阳电池小比例(1%～10%)、大比例(10%～100%)遮挡及多片电池阴影遮挡的太阳电池组件输出的I-V及P-V特性曲线。结果表明,有、无旁通二极管情况下,组件单片电池被遮挡1%～10%,整个组件输出功率下降比例均不超过2%,同一串电池片之间可允许存在小的功率差异或表面辐照强度差异(<5%)。同组件无旁通二极管多个电池遮挡实验显示,电池出现热斑效应时会被反向击穿,实验组件击穿电压约15V,为避免热斑损害,组件中应对少于15/0.6=25片串联电池并联一个旁通二极管。     

大面积染料敏化太阳电池及其应用研究

以大面积并联染料敏化太阳电池为例讨论了大面积染料敏化太阳电池的设计方法,简要介绍了课题组建设大面积染料敏化太阳电池中试线的基本情况.针对未来染料敏化太阳电池在光伏建筑一体化(BIPV)领域的应用,结合电池的可见光透光率,模拟计算不同透光率下染料敏化太阳电池的输出性能,分析了染料敏化太阳电池转换效率随电池透光率的变化规律,并给出了最优化设计方案,为未来染料敏化太阳电池的应用提供理论基础.     

局部阴影遮挡下大尺寸光伏组件的输出特性研究

以太阳电池尺寸为210 mm×105 mm、电路结构为并串结构的大尺寸光伏组件为例，首先分析单片太阳电池不同阴影遮挡比例时的情况，然后分析光伏组件6种不同阴影遮挡比例和18种典型阴影遮挡位置和形状对大尺寸光伏组件输出特性的影响。结果表明：随着单片太阳电池阴影遮挡比例不断增大，二极管始终未导通，但光伏组件的最大功率逐渐降低，最后降至初始功率的2/3；阴影遮挡比例对采用并串电路结构的大尺寸光伏组件的I-V特性的影响是非线性的。对于整块光伏组件而言，阴影遮挡比例越大，光伏组件的最大功率越小；在同一阴影遮挡比例下，集中阴影遮挡对光伏组件最大功率损失的影响更大。     

局部阴影条件下光伏组件性能实验研究

局部阴影遮挡严重影响光伏组件的输出特性,通过光伏组件的变比例遮挡以及特定比例下变化遮挡部位的方式对上述问题开展实验研究。研究表明:光伏组件受到阴影遮挡的比例越大,输出特性越差,10%为遮挡比例的转折点,超过之后特性曲线下降斜率陡增,当组件被遮挡20%以上时,最大输出功率Pm接近于零,特性曲线已不完整。分析10%遮挡面积下不同遮挡方式对输出特性和发电量的影响,光伏组件的Pm随单体电池被遮挡比例的增加而减小,给出不同遮挡方式下组件的功率损失。     

串并联结构太阳电池组件功率仿真及试验研究

结合实际生产特点,将太阳电池组件分为3个区域,通过改变连接方式以实现串联或串并联结构,构建太阳电池组件测试系统。通过数值模拟和试验验证,分析这两种拓扑结构在不同光照阴影下的最大输出功率特点。实测结果表明,在正常情况下,串联和串并联结构最大输出功率基本相同;当某区域有一片被遮挡时,串并联结构比串联结构大9.4%;当某两个区域中各有一片被遮挡时,串并联结构比串联结构大49.1%,当3个区域均有一片电池片被遮挡时,串并联结构比串联结构小5%。研究结果表明,在有部分光照阴影时,串并联结构比串联结构有更大的功率输出。     

一种阴影情况下光伏组件输出特性的计算方法

提出了一种计算阴影遮挡情况下组件输出特性的方法。该方法首先根据流经组件的电流对被遮挡电池及其所在电池串的输出特性进行分析,在此基础上对旁路二极管的伏安特性进行理论分析,进而判定旁路二极管导通状态,从而计算出光伏组件在阴影遮挡情况下的多峰特性。经试验验证,此种方法可精确地模拟复杂遮挡情况下光伏组件的输出特性,对于各种阴影遮挡情况下的峰值点的最大误差在3%以内。该方法较传统的失配情况下基于一个电池单元并联一个保护旁路二极管的计算方法更符合实际,具有较强的实用价值。     

部分遮挡条件下CIGS组件性能实验研究

由于铜铟镓硒(CIGS)组件在遮挡条件下的输出性能明显不同于晶硅组件,因此文章设计了24组遮挡实验,对不同条件下CIGS组件的输出性能进行研究。经过研究发现:当CIGS组件中全部子电池的部分区域被遮挡时,该组件的峰值输出功率损失比例与遮挡面积比例基本一致;由于CIGS组件的反向击穿电压较低,因此当该组件的部分子电池被全部遮挡时,被遮挡的子电池会被击穿导通,该组件能够向外输出功率,但峰值输出功率损失与遮挡面积不呈线性关系;当CIGS组件部分子电池的部分区域被遮挡时,Y方向遮挡尺寸对组件峰值输出功率损失的影响大于X方向。     

染料敏化太阳电池基底的选择和工艺分析

染料敏化太阳电池是由透明导电玻璃、纳米晶TiO2多孔薄膜、电解质溶液以及镀Pt对电极构成的"三明治"式结构.染料敏化太阳电池基底的选择对DSSC电池的光电性能和成本具有重要研究价值和实用意义.本文对当前染料敏化太阳电池研究领域常用基底进行了比较和工艺分析.     

考虑阴影变化的太阳电池模型及动态参数分析

针对太阳电池静态模型与实际运行偏差较大，尤其是局部遮挡下均匀光照下的太阳电池模型难以适应新场景的问题，研究阴影变化下的太阳电池建模。首先，分析太阳电池的正向、反向、动态特性和小面积阴影时的内部情况，建立局部阴影下包含正、反向特性的动态模型。然后，研究阴影变化下光伏组件模型，比较模型仿真结果与实验结果，验证所建模型的准确性。最后，利用电池仿真模型，分析环境变化时电池动态参数和输出电流的变化规律。结果表明，所建模型可用于阴影变化下太阳电池动态特性仿真与动态参数分析。     

高辐照量下遮挡时PV组件性能特性模拟分析

为研究高辐照量下(辐射强度为1200 W/m~2)遮挡时的组件可靠性,根据能量守恒定律,结合电池的单二极管和反向特性数学模型,建立适合分析遮挡情况的光伏模组仿真模型,用以分析标准工况和高辐照量条件下组件的光电转换性能和组件工作温度特性、二极管工作特性。模拟计算结果表明:在高辐照量遮挡情况下,组件最大输出功率比标准工况大18.5%;组件正常运行时的最高温度比标准工况时高14℃,比实际工况高30℃。因此,在高辐照量的地区,光伏组件尽量选择安放在通风处。旁路二极管分布可沿用标准工况的设计方案。     

灰尘遮挡对非晶硅太阳电池的影响

模拟了非晶硅太阳电池表面被灰尘遮挡的情况,分析了辐照强度、温度电池对电性能的影响.实验表明,不同的遮挡方式,功率损失不同,其中斜向遮挡功率损失最大,横向最小.当遮光比小于50％时,功率和电流下降较小,随着遮光比的增大而线性增加;当遮光比大于50％时基本不发生变化.同时,非晶硅太阳电池被遮挡时,其功率损失的比例小于被遮挡面积所占的比例,不成线性关系.     

薄膜太阳电池的研究进展及应用前景

阐述了非晶硅薄膜电池、多晶硅薄膜电池、锑化镉薄膜电池、铜铟镓硒薄膜太阳电池和染料敏化TiO2太阳电池的研究现状,简要介绍了我国薄膜太阳电池研究的进展,指出了太阳电池在我国的应用前景。     

晶体硅光伏组件热斑失效问题研究

以不同反向漏电流等级的多晶硅太阳电池封装成的光伏组件和实际发生热斑失效的光伏组件为研究对象,通过数值模拟和实验研究的方法,对晶体硅光伏组件热斑失效的机理和规律进行理论分析与实验验证。研究结果表明:在阴影遮挡环境下被遮挡组件区域温度和太阳电池反向电流成正向相关性,即反向漏电流越大,组件温度越高;实验同时发现即使在完全无阴影遮挡的情况下,光伏组件也可能因组件封装过程中存在虚焊、空焊等接触不良连接点,形成微小间隙,引发电弧效应,从而导致严重的热斑失效。     

局部遮挡时光伏阵列失配特性建模与分析

结合局部遮挡时太阳电池的等效电路,建立太阳电池发热现象的数学模型,对不同状态下太阳电池发热的主要原因进行分类分析;基于对局部遮挡时光伏组件工作特性的分析,建立以分段函数描述的光伏组件输出特性模型,最后结合实验及仿真结果分析失配引起的输出多峰值特性和热斑效应现象,提出解决太阳电池失配问题的控制方法。为改进光伏系统设计、优化光伏系统控制方法提供理论依据。     

染料敏化纳米薄膜太阳电池TiO2薄膜的研究进展

主要从染料敏化纳米薄膜太阳电池（以下简介DSCs）的工作原理出发，分别对染料敏化纳米薄膜太阳电池中纳米多孔TiO2薄膜的最新研究和实验进行了讨论，并指出了纳米多孔TiO2薄膜研究中所存在的、影响电池效率的一些主要问题，以及可能的解决方法。     

带蓄电池的光伏系统中MPPT充电效果理论分析

通过对太阳电池组件平面辐照、太阳电池组件特性以及蓄电池负载数学模型计算,分别对北京和广州地区两种典型气候条件下应用MPPT与直接耦合方式的输出情况进行比较和研究,发现在广州地区MPPT的应用意义不大,而在北京地区冬季则能够明显增加太阳电池组件的输出。在带蓄电池的光伏系统中影响MPPT控制器发挥效能的因素被分析和研究,要综合当地全年气温变化、负载状况、经济性以及可靠性等多方面考虑MPPT的应用。     

双面太阳电池垂直安装发电性能测试分析

通过建立光伏组件-控制器-蓄电池,负载试验系统,对日立公司双面受光单晶硅太阳电池组件分别在东西和南北朝向情况下垂直地面安装时的功率输出特性进行了测试和分析.根据应用测试结果,总结了双面受光太阳电池的应用优缺点和可能的应用方式.     

小面积染料敏化纳米薄膜太阳电池的优化研究

论述了对小面积染料敏化纳米薄膜太阳电池各个组成部分优化实验的研究,主要包括纳米TiO2多孔薄膜、染料光敏化剂、电解质、反电极及其它工艺的优化选择。通过对电池各种参数的优化和实验,获得了8.73%的光电转换效率。实验结果表明,小面积电池的实验是研究染料敏化纳米薄膜太阳电池光伏性能的一种极好的途经,将为保证大面积DSCs的光伏性能和将来的产业化打下良好的基础。     

局部阴影下光伏组件的Matlab/Simulink仿真模拟与特性分析

针对局部阴影遮挡条件对光伏组件输出特性的影响进行仿真分析。建立改进的双二极管太阳电池数学模型,模型中二极管D2的反向饱和电流I02采用电池材料自身性能参数进行计算,模型除二极管的理想因子n1、n2是经验值,无需估计任何值。仿真模型以建立的双二极管太阳电池数学模型为基础,通过Matlab/Simulink对双二极管太阳电池进行建模。以双二极管太阳电池模型为基础,建立适用于局部阴影下光伏组件的电气模型,从而避免构建光伏组件过程中繁杂的数学建模工作。利用该模型对不同局部阴影条件下的太阳电池和光伏组件进行仿真模拟,并对仿真数据进行对比分析。分析结果表明,局部阴影的数量和分布均匀性不同,对光伏组件输出特性的影响也有所不同。     

迭层太阳电池中电流、电压及功率分配的理论分析

为了从理论上了解迭层太阳电池的工作特性，根据单结太阳电池直流模型提出了迭层电池的直流模型。并在模型基础上给出了描述迭层电池工作特性的方程组。在迭层电池模型和方程组的基础上，讨论了迭层电池开路状态和短路状态下电池内部电流，电压及功率分配。重点讨论了迭层电池对外做功情况下电流，电压功率在迭层电池中的分配。论证了迭层电池中，要求获得最大的功率输出。其子电池电流必须满足匹配关系。