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太陽能電池組件的技術特性，論述并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的太陽能電池方陣（并網(wǎng)）選型要點及與光伏逆變器的優(yōu)化匹配。

1太陽能電池組件技術特性

按國際電工委員會IEC：1215：1993標準要求進行設計，加工生產(chǎn)過程嚴格按照標準生產(chǎn)，能夠確保太陽能電池組件的質(zhì)量、電性能和壽命要求。

1）太陽能電池組件的絕緣強度大于100MΩ.

2）產(chǎn)品使用壽命超過25年。

3）工作溫度范圍：-40℃～+85℃。

太陽能電池組件的表面采用復合材料，由層壓機層壓而成。氣密性、耐候性好，抗腐蝕、機械強度好。采用雙柵線，使太陽能電池組件的封裝的可靠性更高。太陽電池在制造時，先進行化學處理，表面做成了一個象金字塔一樣的絨面，能減少反射，更好地吸收光能。采用ABS塑料接線盒，耐老化防水防潮性能好。帶有旁路二極管能減少局部陰影而引起的損害。采用36片或72片單晶或多晶硅太陽能電池進行串聯(lián)以形成12V和24V各種類型的組件。太陽能電池組件有以下材料組成：

1）電池片。采用高效率（14.5%以上）的單晶或多片晶硅太陽能電池片封裝，以保證太陽能電池板設計的輸出功率。

2）玻璃。采用低鐵鋼化絨面玻璃(又稱為白玻璃)，厚度3.2mm，在太陽能電池光譜響應的波長范圍內(nèi)(320～1100nm)透光率達91%以上，對于大于1200nm的紅外光有較高的反射率。此玻璃同時能耐太陽紫外光線的輻射，透光率不下降。

3）EVA、TPT。采用加有抗紫外劑、抗氧化劑和固化劑的厚度為0.78mm的優(yōu)質(zhì)EVA膜層作為太陽能電池的密封劑和與玻璃、TPT之間的連接劑，具有較高的透光率和抗老化能力。太陽能電池的背面覆蓋物為白色氟塑料膜，對太陽光起反射作用。太陽能電池組件層之間采用雙層EVA材料以及TPT復合材料，組件氣密性好，抗潮，抗紫外線好，不容易老化。

采用上述材料的太陽能電池組件，可使太陽能電池組件的效率略有提高，并因其具有較高的紅外反射率，還可降低組件的工作溫度，也有利于提高組件的效率。當然，采用的氟塑料膜要具有太陽能電池封裝材料所要求的耐老化、耐腐蝕、不透氣等。對太陽能電池組件的基本要求有：

1）采用的鋁合金邊框應具有高強度，抗機械沖擊能力要強。

2）標準測試條件：（AM1.5）輻照度為1000W/m2，電池溫度為25℃。

3）絕緣電壓：≥600V。

4）邊框接地電阻：≤10Ω。

5）迎風壓強：2400Pa。

6）填充因子：73％。

7）短路電流溫度系數(shù)：+0.4mA/℃。

8）開路電壓溫度系數(shù)：-60mV/℃。

9）工作溫度：-40℃～+90℃。

目前，太陽能電池的封裝形式主要有2種，一種是用透明度較高的環(huán)氧樹脂封裝的“滴膠板”，另一種是用 “低鐵”鋼化玻璃封裝的，稱為“層壓板”，層壓組件生產(chǎn)成本高、工藝復雜、使用壽命長，在正常使用中壽命達25年以上。滴膠板具有生產(chǎn)尺寸靈活、成本低、生產(chǎn)周期短、生產(chǎn)速度快等優(yōu)點，其最大缺點是太陽能電池光效老化、衰減快、性能穩(wěn)定性差、使用壽命短，滴膠封裝雖然外形美觀，但是太陽能電池工作壽命僅1～2年。另外，采用一種硅凝膠封裝的太陽能電池，其工作壽命可以達到10年。單晶硅太陽能電池組件結構，如圖1所示，多晶硅電池組件結構圖，如圖2所示。

 

2并網(wǎng)太陽能電池方陣選型要點

并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)有著與離網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)不同的特點，在有太陽光照射時，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)向電網(wǎng)饋電，而在陰雨天或夜晚太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)不能滿足負載用電需要時，負載轉(zhuǎn)為由電網(wǎng)供電。這樣就不存在因傾角的選擇不當而造成夏季發(fā)電量浪費、冬季對負載供電不足的問題。在并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中唯一需要關心的問題就是如何選擇最佳的傾角使太陽能電池方陣全年的發(fā)電量最大。

對于并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中太陽能電池方陣最佳傾角的選擇，應根據(jù)實際情況綜合考慮，需要考慮太陽能電池方陣安裝地點的限制，尤其對于光伏建筑一體化（BIPV）工程，太陽能電池方陣傾角的選擇還要考慮建筑的美觀度，需要根據(jù)實際需要對傾角進行小范圍的調(diào)整，而且這種調(diào)整不應導致太陽輻射吸收的大幅降低。

并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)在并網(wǎng)發(fā)電時，太陽能電池方陣必須實現(xiàn)最大功率點跟蹤控制，以便太陽能電池方陣在任何當前日照下不斷獲得最大功率輸出。在設計太陽能電池方陣串聯(lián)數(shù)量時，應注意以下幾點：

1）接至同一臺光伏逆變器的太陽能電池組件的規(guī)格類型、串聯(lián)數(shù)量及安裝角度應保持一致。

2）需考慮太陽能電池組件的最佳工作電壓（Vmp）和開路電壓（Voc）的溫度系數(shù)，串聯(lián)后的太陽能電池方陣的Vmp應在光伏逆變器MPPT范圍內(nèi)，Voc應低于光伏逆變器輸入電壓的最大值。

 

太陽能電池溫度和日照強度對太陽能電池輸出特性的影響如圖3所示，由圖3可知，溫度上升將使太陽能電池開路電壓Voc下降，短路電流Isc則輕微增大，總體效果會造成太陽能電池的輸出功率下降。太陽能電池在不同日照量下的I-V和P-V特性曲線如圖4所示。從圖4可知，日照強度直接影響太陽能電池的輸出電流，導致太陽能電池輸出功率的變化。

 

對于單晶硅和多晶硅太陽能電池，工作電壓（Vmp）的溫度系數(shù)約為-0.0045/℃（折合70℃時的系數(shù)為0.8）；開路電壓（Voc）的溫度系數(shù)約為-0.0034/℃（折合-10℃時的系數(shù)為1.12）。

對于非晶硅薄膜電池，工作電壓（Vmp）的溫度系數(shù)約為-0.0028/℃（折合70℃時的系數(shù)為0.874）；開路電壓（Voc）的溫度系數(shù)約為-0.0028/℃（折合-10℃時的系數(shù)為1.1）。

3太陽能電池方陣與光伏逆變器匹配

針對目前常見的晶體硅太陽能電池組件，結合光伏逆變器產(chǎn)品的技術參數(shù)及光伏逆變器推薦的Voc和Vmp配置，設計中可根據(jù)實際太陽能電池方陣的參數(shù)進行計算和匹配。