【注意】光照條件越好 發(fā)電量不一定越高
日照條件是影響系統(tǒng)發(fā)電量的重要因素之一,但是,日照條件最好的時(shí)候,發(fā)電量不一定最高!
以北半球?yàn)槔闹廉?dāng)天太陽直射北回歸線,北回歸線及以北地區(qū)當(dāng)天的日照條件達(dá)到全年的最高值,然而,當(dāng)天的發(fā)電量并非達(dá)到全年的頂峰。除日照條件外,溫度對于光伏發(fā)電系統(tǒng)的影響至關(guān)重要。
光伏組件的核心部分為電池片,目前投入大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的主要是硅系太陽能電池:單晶硅太陽能電池片、多晶硅太陽能電池片和非晶硅太陽能電池。溫度對硅系太陽能電池片的影響,主要反映在電池片的開路電壓、短路電流、峰值功率等參數(shù)隨溫度的變化而變化,進(jìn)而組件也會(huì)受到影響。
電池片的峰值功率隨溫度的升高而降低, 以英利60cell系列組件為例,如上圖所示,在NOCT(輻照度800W/m2,環(huán)境溫度20℃,風(fēng)速1m/s條件下組件在開路狀態(tài)下的工作溫度)測試條件下,電池片的工作溫度每升高1度,峰值功率會(huì)下降0.42%。
據(jù)測算,夏天,光照條件最好時(shí),電池片的工作溫度可以達(dá)到80℃,此時(shí)該組件的峰值功率與額定值(溫度為25度)相比將降低約
(80-25)×0.42%=23.1%
理論上,光照強(qiáng)度越大,電池片溫度越高,從單一因素考慮,光照強(qiáng)度增大會(huì)增大光伏功率輸出,溫度升高會(huì)減少光伏功率輸出。所以,在光照強(qiáng)度最大的時(shí)候,受光照和溫度兩方面因素的影響,光伏功率輸出不一定是最大的。
原理
電池片發(fā)電的主要結(jié)構(gòu)是p-n節(jié),電池片在光照條件下會(huì)在p-n節(jié)附近產(chǎn)生大量的載流子,p-n節(jié)內(nèi)建電場將載流子分離,使正負(fù)電荷在電池兩極聚集,正負(fù)電荷被電極收集后形成電流輸出。電極對正負(fù)電荷的收集效率越高,電池片的輸出效率越高。
在強(qiáng)光照條件下,載流子形成增多,可以在電池兩極聚集更多的載流子。但是同時(shí),強(qiáng)光照會(huì)使電池片吸收更多的光能,其中大部分光能轉(zhuǎn)化成熱能被電池片吸收,使電池片溫度升高,載流子的運(yùn)動(dòng)速度變快,載流子復(fù)合率升高。另外,夏天低風(fēng)速、低濕度的環(huán)境條件也會(huì)使電池片的工作溫度升高。所以,夏天強(qiáng)光照條件下,雖然電池片內(nèi)部產(chǎn)生了更多的載流子,但大量的載流子在被電極收集之前復(fù)合掉,電池片輸出的功率不一定會(huì)增大。
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