太陽能電池組件

太陽能電池組件|太陽能電池組件價格

太陽能電池組件（也叫太陽能電池板、光伏組件）是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，也是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中最重要的部分。單體太陽能電池不能直接做電源使用。作電源必須將若干單體電池串、并聯(lián)連接和嚴密封裝成組件。
太陽能電池組件作用是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，或送往蓄電池中存儲起來，或推動負載工作。
太陽能電池組件的質(zhì)量和成本將直接決定整個系統(tǒng)的質(zhì)量和成本。

太陽能電池組件是由高效晶體硅太陽能電池片、超白布紋鋼化玻璃、EVA、透明TPT背板以及鋁合金邊框組成。
太陽能組件原理
太陽能光伏發(fā)電的能量轉(zhuǎn)換器是太陽能電池（Solar Cell），又稱光伏電池。太陽能電池發(fā)電的原理是光生伏打效應（Photovoltaic Effect） [5]  。當太陽光照射在太陽能電池上時，電池吸收光能，產(chǎn)生光生電子-空穴對 [5]  。在電池內(nèi)建電場作用下，光生電子和空穴被分離，電池兩端出現(xiàn)異號電荷的積累，即產(chǎn)生“光生電壓”，這就是“光生伏打效應”  。若在內(nèi)建電場的兩側(cè)引出電極并接上負載，則負載就有“光生電流”流過，從而獲得功率輸出 [6]  。這樣，太陽的光能就直接變成了可以使用的電能。
在相同的溫度下，光照強度對電池板的影響：光照強度越大，太陽能電池板的開路電壓和短路電流越大，最大輸出功率也越大  ，同時可以看出開路電壓隨輻照強度的變化不如短路電流隨輻照強度的變化明顯 。
在相同的光照強度下，溫度對電池板的影響：當太陽能電池的溫度升高時，其輸出開路電壓隨溫度明顯減小，短路電流略有升高，總趨勢是最大輸出功率變小。

組件特點
具有使用壽命長，機械抗壓外力強等特點。具有光電轉(zhuǎn)換效率高，可靠性高；先進的擴散技術(shù)，保證片內(nèi)各處轉(zhuǎn)換效率的均勻性；確保良好的導電性、可靠的附著力和很好的電極可焊性；高精度的絲網(wǎng)印刷圖形和高平整度，使得電池易于自動焊接和激光切割。
透明電池組件
1 層壓件組件發(fā)電的主題
2 鋁合金 保護層壓件，起一定的密封、支撐作用
3 接線盒 保護整個發(fā)電系統(tǒng)，起到電流中轉(zhuǎn)站的作用。如果組件短路，接線盒自動斷開短路電池串，防止燒壞整個系統(tǒng)，接線盒中最關(guān)鍵的是二極管的選用，根據(jù)組件內(nèi)電池片的類型不同，對應的二極管也不相同。
4 硅膠 密封作用，用來密封組件與鋁合金邊框、組件與接線盒交界處有些公司使用雙面膠條、泡棉來替代硅膠，我國國內(nèi)普遍使用硅膠，工藝簡單，方便，易操作，而且成本很低。
層壓件結(jié)構(gòu)（按照工藝順序）
1 鋼化玻璃 其作用為保護發(fā)電主體（電池片），透光率的選用是有要求的：1）透光率必須高（一般91%以上）；2）超白鋼化處理
2 EVA 用來粘結(jié)固定鋼化玻璃和發(fā)電主體（如電池片），透明EVA材質(zhì)的優(yōu)劣直接影響到組件的壽命，暴露在空氣中的EVA易老化發(fā)黃，從而影響組件的透光率，從而影響組件的發(fā)電質(zhì)量除了EVA本身的質(zhì)量外，組件廠家的層壓工藝影響也是非常大的，如EVA膠黏度不達標，EVA與鋼化玻璃、背板粘接強度不夠，都會引起EVA提早老化，影響組件壽命。
3 發(fā)電主體 主要作用就是發(fā)電，發(fā)電主體市場上主流的是晶體硅太陽電池片、薄膜太陽能電池片，兩者各有優(yōu)劣。晶體硅太陽能電池片,設(shè)備成本相對較低，但消耗及電池片成本很高，光電轉(zhuǎn)換效率也高，在室外陽光下發(fā)電比較適宜；薄膜太陽能電池，相對設(shè)備成本較高，但消耗和電池成本很低，光電轉(zhuǎn)化效率相對晶體硅電池片低，但弱光效應非常好，在普通燈光下也能發(fā)電，如計算器上的太陽能電池。
4 背板 作用，密封、絕緣、防水（一般都用TPT、TPE等）材質(zhì)必須耐老化，組件廠家一般都質(zhì)保25年，鋼化玻璃，鋁合金一般都沒問題，關(guān)鍵就在于背板和硅膠是否能達到要求。

組件種類
（1）單晶硅太陽能電池　單晶硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率為17%左右，最高的達到24%，這是所有種類的太陽能電池中光電轉(zhuǎn)換效率最高的，但制作成本很大，以致于它還不能被大量廣泛和普遍地使用。由于單晶硅一般采用鋼化玻璃以及防水樹脂進行封裝，因此其堅固耐用，大部分廠商一般都是提供25年的質(zhì)量保證。
單晶柔性太陽能組件：可彎曲太陽能組件也稱柔性組件，所謂柔性，是指該電池板可折彎。折彎角度可達30度。太陽能電池組件（也叫太陽能電池板）是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中最重要的部分。
（2）多晶硅太陽能電池　多晶硅太陽電池的制作工藝與單晶硅太陽電池差不多，但是多晶硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率則要降低不少，其光電轉(zhuǎn)換效率約15%左右。從制作成本上來講，比單晶硅太陽能電池要便宜一些，材料制造簡便，節(jié)約電耗，總的生產(chǎn)成本較低，因此得到大量發(fā)展。此外，多晶硅太陽能電池的使用壽命也要比單晶硅太陽能電池短。從性能價格比來講，單晶硅太陽能電池還略好。
（3）非晶硅太陽能電池 　非晶硅太陽電池是1976年出現(xiàn)的新型薄膜式太陽電池，它與單晶硅和多晶硅太陽電池的制作方法完全不同，工藝過程大大簡化，硅材料消耗很少，電耗更低，它的主要優(yōu)點是在弱光條件也能發(fā)電。但非晶硅太陽電池存在的主要問題是光電轉(zhuǎn)換效率偏低，國際先進水平為10%左右，且不夠穩(wěn)定，隨著時間的延長，其轉(zhuǎn)換效率衰減。 [4]

功率計算
太陽能交流發(fā)電系統(tǒng)是由太陽電池組件、充電控制器、逆變器和蓄電池共同組成；太陽能直流發(fā)電系統(tǒng)則不包括逆變器。為了使太陽能發(fā)電系統(tǒng)能為負載提供足夠的電源，就要根據(jù)用電器的功率，合理選擇各部件。下面以100W輸出功率，每天使用6個小時為例，介紹一下計算方法：
1.首先應計算出每天消耗的瓦時數(shù)(包括逆變器的損耗)：若逆變器的轉(zhuǎn)換效率為90%，則當輸出功率為100W時，則實際需要輸出功率應為100W/90%=111W；若按每天使用5小時，則耗電量為111W*5小時=555Wh。
2.計算太陽能電池組件：按每日有效日照時間為6小時計算，再考慮到充電效率和充電過程中的損耗，太陽能電池組件的輸出功率應為555Wh/6h/70%=130W。其中70%是充電過程中，太陽能電池組件的實際使用功率。

基本要求
1、能夠提供足夠的機械強度，使太陽能電池組件能經(jīng)受運輸、安裝和使用過程中發(fā)生的沖擊、震動等產(chǎn)生的應力，能夠經(jīng)受住冰雹的單擊力；
2、具有良好的密封性，能夠防風、防水、隔絕大氣條件下對太陽能電池片的腐蝕；
3、具有良好的電絕緣性能；
4、抗紫外線能力強；
5、工作電壓和輸出功率按不同的要求設(shè)計，可以提供多種接線方式，滿足不同的電壓、電流和功率輸出要求；
6、因太陽能電池片串、并聯(lián)組合引起的效率損失小；
7、太陽能電池片連接可靠；
8、工作壽命長，要求太陽能電池組件在自然條件下能夠使用20年以上；
9、在滿足前述條件下，封裝成本盡可能低。

技術(shù)特性及安裝要求
太陽能電池方陣由一個或多個太陽能電池組件構(gòu)成。如果組件不止一個，組件的電流和電壓應基本一致，以減少串、并聯(lián)組合損失。
依據(jù)當?shù)氐奶柲茌椛鋮?shù)和負載特性，確定太陽能電池方陣的總功率;依據(jù)所設(shè)計系統(tǒng)電壓電流要求，確定太陽能電池方陣串并聯(lián)的組件數(shù)量。
太陽能電池方陣支架用于支撐太陽能電池組件。太陽能電池方陣的結(jié)構(gòu)設(shè)計要保證組件與支架的連接牢固可靠，并能很方便地更換太陽能電池組件。太陽能電池方陣及支架必須能夠抵抗120 km/h的風力而不被損壞。
支架可以是傾角可調(diào)節(jié)的，或是安裝在一個固定的角度，以使太陽能電池方陣在設(shè)計月份中(即平均日輻射量最差的月份)能夠獲得最大的發(fā)電量。
所有方陣的緊固件必須有足夠的強度，以便將太陽能電池組件可靠地固定在方陣支架上。太陽能電池方陣可以安裝在屋頂上·但方陣支架必須與建筑物的主體結(jié)構(gòu)相連接，而不能連接在屋頂材料上。
對于地面安裝的太陽能電池方陣，太陽能電池組件與地面之間的最小間距要在0.3 m以上。立柱的底部必須牢固地連接在基礎(chǔ)上，以便能夠承受太陽能電池方陣的重量并能承受設(shè)計風速。
對于便攜式小功率電源，太陽能電池板應帶有支架，使之安放可靠。

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