不同辐照条件下光伏电池输出特性测试实验研究.docx

本科毕业设计论文题目：不同辐照条件下光伏电池输出特性测试实验研究摘要随着世界人口的增长和经济的发展，能源需求也在不断增加。然而，传统的化石能源资源有限，而且过度开采会导致资源枯竭，对环境造成不可逆转的威胁，。因此，迫切需要寻求一种清洁、可持续利用的新型能源。太阳能作为一种清洁、可再生的能源，具有广阔的应用前景。它不仅可以为人类提供能源，还可以减少对环境的污染和损害。然而，太阳能电池的输出性能和最大功率点是制约其应用的重要因素。科学家们通过对这些因素的分析和优化，成功提高了太阳能电池的输出效率和最大功率点的工作效率，为推动清洁能源的发展和应用做出了重要贡献。本文通过研究光伏电池在不同辐照条件下输出电流和输出电压的比较，通过实验测试结果得出，光伏电池的安装角度对其输出功率存在着一定影响。此外，研究表明光伏电池仅存在一个最大功率点，且其输出特性受到环境温度和辐照强度及安装角度变化的影响。相比之下，环境温度的变化的影响比辐照强度和安装角度小许多。因此,在不同角度下对光伏电池进行了测试，并绘制出了其电流电压功率与角度的关系曲线。结果显示，在不同的角度条件下，光伏电池的电压功率曲线所表现出形状也各有不同。当安装角度与辐照强度发生变化时，光伏阵列输出功率的变化受到多种因素的影响，因此会导致光伏阵列输出电压和电流的变化不可预测，给光伏系统的运行和性能带来一定困难。为了解决这个问题，通过调整太阳能光伏组件的安装角度，使其所能接受光照的面积达到最大。通过这种方式，可以实现光伏阵列的输出电压和电流的稳定性,提高光伏系统的效率和可靠性。通过比较绘制出的不同时间段功率与地面夹角曲线图可以得出结果光伏电池的最大功率点位曲线的峰点会随着与地面夹角的变化而变化。关键词：光伏电池；辐照条件；输出特性；论文类型：工程设计AbstractWiththegrowthoftheworld'spopulationandeconomicdevelopment,thedemandforenergyisalsoincreasing.However,traditionalfossilenergyresourcesarelimited,andexcessiveexploitationwillleadtoresourcedepletion,posinganirreversiblethreattotheenvironment.Therefore,itisurgenttoseekanewtypeofcleanandsustainableenergy.Asakindofcleanandrenewableenergy,solarenergyhasbroadapplicationprospect.Itcannotonlyprovideenergyforhumanbeings,butalsoreducethepollutionanddamagetotheenvironment.However,theoutputperformanceandmaximumpowerpointofsolarcellsareimportantfactorsrestrictingtheirapplication.Byanalyzingandoptimizingthesefactors,scientistshavesuccessfullyimprovedtheoutputefficiencyofsolarcellsandtheworkingefficiencyofthemaximumpowerpoint,whichhasmadeimportantcontributionstopromotingthedevelopmentandapplicationofcleanenergy.Inthispaper,thecomparisonofoutputcurrentandoutputvoltageofphotovoltaiccellsunderdifferentirradiationconditionsisstudied.Throughtheexperimentaltestresults,itisconcludedthattheinstallationAngleofphotovoltaiccellshasacertaininfluenceonitsoutputpower.Inaddition,theresearchshowsthatthereisonlyonemaximumpowerpointofphotovoltaiccells,anditsoutputcharacteristicsareaffectedbythechangesofambienttemperature,irradiationintensityandinstallationAngle.Incontrast,changesinambienttemperaturehavemuchlesseffectthanirradiationintensityandinstallationAngle.Therefore,thephotovoltaiccellsaretestedatdifferentangles,andtherelationcurvebetweencurrent,voltageandpowerandAngleisdrawn.TheresultsshowthatthevoltageandpowercurvesofphotovoltaiccellshavedifferentshapesunderdifferentAngleconditions.WhentheinstallationAngleandirradiationintensitychange,theoutputpowerofthephotovoltaicarrayisaffectedbymanyfactors,sotheoutputvoltageandcurrentofthephotovoltaicarraychangeUnpredictably,bringingcertaindifficultiestotheoperationandperformanceofthephotovoltaicsystem.Tosolvethisproblem,theinstallationAngleofsolarphotovoltaicmodulesisadjustedsothattheycanreceivethemaximumareaoflight.Inthisway,thestabilityoftheoutputvoltageandcurrentofthephotovoltaicarraycanbeachieved,andtheefficiencyandreliabilityofthephotovoltaicsystemcanbeimproved.BycomparingthegraphsoftheAnglebetweenthepowerandthegroundindifferenttimeperiods,itcanbeconcludedthatthepeakpointofthemaximumpowerpointcurveofthephotovoltaiccellwillchangewiththeAnglebetweenthephotovoltaiccellandtheground.Keywords:Photovoltaiccell;Irradiationcondition;Outputcharacteristics;TyPeofthesis:EngineeringDesign目录摘要IIAbstractIII目录IV1绪论11.1 课题背景和意义11.2 国内外光伏电池的研究现状11.3 本文主要研究内容32光伏发电系统的概述42. 1光伏电池分类及其特点42.1 光伏电池的发电原理42.2 光伏电池的数学模型53光伏电池输出特性测试实验83. 1实验原理83.1 测量方法及器材83.2 太阳能电池的伏安特性测量93. 4VfIJ*104光伏电池特性测试实验结果与分析124. 1实验结果与数据124. 2结果分析195/*-JJ龙.225 .1总结226 .2J龙23参考文献24致谢251绪论1.l课题背景和意义随着社会发展和人们生活水平的提高，对电力的需求不断攀升，电力企业也开始广泛采用各种能源进行发电生产。为了保证供电质量，减少电能消耗和成本支出，必须要将光伏技术应用到电力系统当中来。在光伏产业中，降低成本、提高效率一直是主流趋势，贯穿于整个产业链的方方面面。如何降低发电成本，增加收益成为了众多光伏企业共同面临的问题。据中国科学院电工研究所研究员王文静所言，提高效率是降低成本的最为关键的措施。她表示，只有通过高效生产才能保证获得更多的收益，而效率提升则是一个持续的过程。在未来的光伏行业技术创新中，提高效率已成为各家光伏企业竞争中不可或缺的关键环节。随着光伏技术发展，光伏组件的输出功率呈现非线性变化，使得系统整体发电量与实际情况存在偏差。为了更精准地预测光伏阵列的输出特性，进一步降低光伏发电成本，优化其布局和设计，光伏企业必须不断提升光伏发电效率，以满足市场需求。为此，我们特邀请了国内知名学者，专家及资深工程技术人员就如何提高光伏组件效率进行深入探讨，以期为读者提供有益参考。为了更深入地探究光伏电池的性能特点，并进一步促进其在清洁能源领域的广泛应用，我们需要进行更为精细的研究和探索。为了确保光伏电池具有出色的发电能力，必须确保其能够充分利用太阳光照射的强度。所以要想提高光伏发电系统的工作效率，就必须对影响因素进行分析。光伏电池的能量转换效率是指其将光能转化为电能的能力，这一能力与电池的度电成本息息相关。当面积相等、吸收光线相同时，所产生的电能也会随之增多，这是一种自然而然的现象。所以说，提高光伏电池的输出功率，可以有效降低成本，提升企业的经济效益。然而，在实际运行过程中，光伏电池的电力生产受到多种自然因素的干扰，导致其无法有效地吸收太阳光线，例如灰尘覆盖、雨雪天气、阴天等，这些因素会妨碍太阳光的传播，从而降低光伏电池的发电效率。因此，必须采取有效的方法来减少这些不利因素的发生，才能提高光伏电池的发电量，进而提升经济效益。为了提高光伏电池发电效率，电力企业的管理人员应当采取相应的措施，以减少这些因素对其产生的负面影响。1.2 国内外光伏电池的研究现状太阳能电池虽然作为一种新兴的电池技术，但是在中国，太阳能电池的进展并不尽如人意，存在着缺乏高纯度硅材料等效率和成本方面的问题。目前国内生产的光伏组件都是通过进口多晶硅片加工成电池片后再进行组装而成，而这种方法不仅造成严重浪费还增加了产品成本。据悉，中国在太阳能电池领域的研究滞后于国外长达20年之久，尽管近10年来国家对该领域的投资逐年增加，但仍未达到足够的投入水平。同时，由于技术门槛高，国内企业对新产品研发能力不足。中国在太阳能电池的核心技术方面仍未跟上发达国家的步伐，这导致了其在该领域的技术水平相对滞后。此外，由于我国光伏产业缺乏有效的监管机制和相关配套设施，致使许多企业为了追求经济利益而盲目上马，使其失去了长期生存和可持续发展的基础。因此，政府有必要加强对太阳能发电上网和合理定价等问题的政策引导和激励，以尽快解决这些挑战。目前,世界上许多国家都已经开始制定并实施有关光伏产业的扶持政策，其中包括一些补贴计划和相关税收减免措施。中国可以汲取国外成功的经验，以促进国内市场的快速启动和健康发展。作为太阳能电池领域的佼佼者之一，德国政府在太阳能电池补贴和上网定价方面的成功经验值得借鉴。此外，太阳能电池产业的繁荣离不开整个产业链的有力支撑，其中包括光伏材料、光伏组件、光伏系统等领域的技术创新和产业化进程。总的来说，太阳能电池在中国的新能源产业中扮演着至关重要的角色，推动太阳能电池产业的发展将有助于提高国家新能源的占比并减少对传统能源的依赖。随着全球经济一体化进程不断加快，我国的光伏产业也进入了一个快速发展时期。为了推动太阳能电池产业的发展，中国政府应当加大资金投入，加强政策引导，以促进该领域的进一步繁荣。随着光伏技术的成熟，其应用范围将越来越广泛太阳能是一种清洁高效的能源，太阳电池是最简捷的发电方式之一，具有多种优点。然而，高纯硅材料短缺等效率和成本问题给研发和生产带来了相当大的困难。此外，中国太阳能电池的研究比国外晚了20年，导致国内的太阳能电池研究和生产起步较晚。在这种情况下，中国需要加大太阳能电池的研究和生产投入，发掘更多的高纯硅材料，并提高太阳能电池的生产效率和降低成本。在人才培养方面，也需要加强相关专业的教育和培训，吸引更多的人才投身于太阳能电池研究和生产领域。除此之外，政府和企业也需要加强合作，共同推进太阳能电池的研究和生产。政府可以加大对太阳能电池研究和生产的投入，提供更多的政策支持和税收优惠；企业可以积极开展技术研发和生产，推进太阳能电池产业的发展。总之，太阳能电池是未来发展的趋势，中国需要加大太阳能电池的研究和生产投入，提高太阳能电池的生产效率和降低成本，共同推进太阳能电池产业的发展。屋顶是最适合建设大型光伏发电系统的场所之一。目前，分布式光伏发电站的屋顶布局已经成为光伏发电领域的主流趋势。屋顶分布式光伏发电具有占地面积小、建设成本低、维护管理简单等优点。通过在建筑物的顶部安装太阳能电池板，将太阳能转化为电能，从而有效地减轻了电网的压力，提高了能源的利用率。此外，光伏电池具有较高的稳定性和可靠性，能够保证整个系统稳定运行。此外，还有多种技术和方式可供选择，例如引入风能、水能等，以进一步提升光伏发电的效率和产量,从而增加电力供应。由于光伏电池片具有随机性，因此其发电量会受到诸多因素影响。为了实现更高效的电力能源，我们必须深入探究电量差异的根源，并从设备、技术、管理等多个方面进行优化和改进。1.3 本文主要研究内容本文通过研究光伏电池在不同辐照条件下输出电流和输出电压的比较，通过实验测试结果得出，光伏电池的工作温度对其输出功率存在着一定影响。此外，研究表明光伏电池仅存在一个最大功率点，且其输出特性受到环境温度和辐照强度变化的影响。相比之下，环境温度的变化的影响比辐照强度小许多。因此，在不同辐照强度下对光伏电池进行了测试，并绘制出了其电压功率曲线。结果显示，在不同的辐照条件下，光伏电池的电压功率曲线所表现出形状也各有不同。当辐照强度或温度发生变化时，光伏阵列内阻值的变化受到多种因素的影响，因此会导致光伏阵列输出电压和电流的变化不可预测，给光伏系统的运行和性能带来一定困难。为了解决这个问题，光伏系统技术即阻抗之间的合理匹配，通过调整太阳能光伏组件的安装角度，使其所能接受光照的面积达到最大。通过这种方式，可以实现光伏阵列的输出电压和电流的稳定性,提高光伏系统的效率和可靠性。而光伏阵列的输出功率和电压是相互关联的。为了实现最大功率的输出，需要实现对电压的适当调整。这可以通过光伏发电系统的内阻与外电路电阻相互匹配实现。通过比较绘制出的不同时间段功率与地面夹角曲线图可以得出结果光伏电池的最大功率点位曲线的峰点会随着辐照强度和温度变化而变化。在第二章中，我们对光伏发电系统进行了全面而深入的阐述。探究光伏电池的发电机理、构成和分类，同时研究其数学模型，以分析其输出特性。第三章主要研究了不同辐照条件下集中式光伏阵列的模型和输出特性"I为了充分利用光伏电池的输出功率，通过对电压的适当调整，实现最大功率的输出。在研究过程中，考虑了辐照强度、太阳高度角、大气透过率和光学阻抗等因素的影响，以确保光伏电池具有出色的发电能力，并且能够充分利用太阳光照射的强度，因此对其影响因素进行分析来提高光伏发电系统的工作效率。在第四章中，通过实验研究得出的数据，得出了在不同光照条件下光伏阵列的输出特性曲线，根据所获得的相关数据绘制出功率特性曲线，进一步对不同情形下的光伏阵列进行了研究，分析其光伏组件的最大输出功率，以确保系统能够高效稳定地运行，为进一步优化光伏阵列的设计提供了重要的理论依据。在第五章中，我们对所研究的论文进行了全面综述，并对未来可能的研究方向进行了前瞻性的展望。2光伏发电系统的概述2.1 光伏电池分类及其特点光伏电池是一种将太阳能转化为电能的装置，因此它具有多种形式。太阳能光伏电池的类型包括两大类；按照其结构分类可大致分为同质结光伏电池、异质结光伏电池、肖特基结光伏电池、复合结光伏电池和液结光伏电池等几种类型；按其用途分类可分为空间光伏电池、地面光伏电池以及光敏传感器等。太阳能电池作为一种绿色、可再生的能源，己经逐渐成为人们储能的理想选择。它具有很多优点，比如不会对环境造成污染、可靠性高、使用寿命长久等等。不过，也存在一些限制和问题，比如在阴雨天气中能源储存能力受到限制、高昂的成本和复杂的生产工艺等问题，这些都限制了太阳能电池在居民群体中的推广和应用。首先，太阳能电池不会对环境造成污染,这是它最大的优点之一。太阳能电池是以光为能源，没有任何排放产物，因此不会对环境造成污染，同时也不会对气候产生任何影响。与传统的化石燃料相比，太阳能电池更加环保。其次，太阳能电池具有高荷电吸收能力和良好的可充性能，是储存电力的理想选择。太阳能电池可以把太阳能转化为电能，可以储存能量，不仅可以满足人们的日常用电需求，还可以在停电的情况下提供一定的电力支持。除此之外，太阳能电池的可充性也很好，可以循环使用，提高了能源的利用效率。第三，太阳能电池使用寿命长久，无需维护，方便。太阳能电池使用寿命长达20年以上，而且不需要太多的维护，只需要定期清洗即可。这使得太阳能电池成为一种方便、实用的能源选择。然而，太阳能电池在阴雨天气中能源储存能力受到限制，无法完全依赖。这是太阳能电池的一个限制。在阴雨天气中，太阳能电池的储存能力会受到限制，因此无法完全依赖太阳能电池。这也是需要多种能源相互配合的原因。最后，太阳能电池高昂的成本和复杂的生产工艺等问题，限制了其在居民群体中的推广和应用。目前，太阳能电池的成本还比较高，同时生产工艺也比较复杂，这使得太阳能电池在一定程度上受到了限制。但随着技术的不断提升和生产成本的降低，太阳能电池的应用范围将会越来越广泛。综上所述，太阳能电池是一种环保、可靠、长寿命的储能选择。虽然存在一些限制和问题，但随着技术的不断提升和生产成本的降低，太阳能电池将会得到更广泛的应用和推广。2.2 光伏电池的发电原理太阳能电池是由太阳能电池板和各种太阳能电池组件组成的，太阳能电池板是太阳电池的设备中的其中一种。其类型有晶体硅、多晶硅等几种。太阳能电池的独特之处在于，当太阳光照射到半导体材料时，部分光能被吸收，从而形成电子-空穴对，进而在半导体材料内部产生电流；另外一部分光能通过半导体表面进入到载流子中去，从而使载流子浓度增大，引起电荷分离，产生了电能。部分光线在经过反射或折射后,被太阳光线吸收，从而形成了电子空穴对，并在此过程中产生电流。这种光电转换过程就是将阳光中的化学能转变为电能的过程。光伏发电的核心原理在于利用半导体的光电效应，从而实现电能的高效转化。在半导体内存在着一个电场和磁场，它们之间相互排斥又相互吸引，从而使半导体材料受到力作用而发生形变，这种变形称为光电转换。光电子经过光电转换后，将电能储存在电池中，从而获得电能。当多个太阳能电池以串联或并联的方式连接在一起时，它们所产生的输出功率将达到相当高的水平,形成一个强大的太阳能电池阵列。2.3 光伏电池的数学模型典型的光伏电池等效电路如图1所示，其输出特性方程为：伍=Ipc-I0exp7%+RsIpv）-1）-"普（2.1）上式中，/。是光伏电池等效电路中二根管的PN结反向饱和电流，数学表达式如式（2.2）所示：/o=Ior3exp联仔-胡（22）pc为光生电流，如式（2.3）所示，与光伏电池温度成正比；Ipc=Use+Kica-Tr）（2.3）式（2.1）中的等效并联电阻RM多为K级;等效串联电阻R一般小于1；电子电荷量q=1.6X10-19。机2；当热力学温度T=300K时二极管特性因Ik值约为2.8；玻尔兹曼常数KC=138XIO-23JZK;热力学温度T=273.15+to式中：pu输出电流；Vpv输出电压；Tr光伏电池测试标准温度，Tr=300K；Tor条件下7；内部等效二极管PN结反向饱和电流；Eg半导体禁带宽度,%=0.23.7eV;Isc输出端短路电流；Kic短路电流温度系数。光伏电池的电气特性是指在不同工作状态下光伏电池的电流、电压、功率等参数随之变化的规律，通常采用P-V或I-V特性曲线进行描述，如图2所示。%vV图2典型的光伏电池I-V、P-V特性曲线图2中：Voc光伏电池输出端开路电压；Ppv光伏电池输出功率；Impp给定条件下光伏电池输出的最大功率时刻的工作电流；Knpp给定条件下光伏电池输出的最大功率时刻的工作电压；Pmpp给定条件下光伏电池输出的最大功率时刻的最大功率。图中显示Pw随着输出电压的增大而先增后减，输出电流随着输出电压的增大先保持不变后再迅速减小，表明了P-V、1.V特性曲线都展现出明显的非线性特征。光伏电池组件在阴雨天气、高温环境、阴影遮挡、老化损耗等情况下，输出功率减少，呈负功率负载状态。在实际应用中应避免或解决光伏电池组件工作在负功率状态，否则会导致光伏电池组件发生热斑效应，进而破环光伏电池材料。3光伏电池输出特性测试实验3.1 实验原理太阳能电池是一种利用P-N结受光照射时的光伏效应发电的设备。它的基本结构是一个大面积平面P-N结。当光照射到太阳能电池上时，光子会激发出一些电子-空穴对，这些电子和空穴分别被势垒电场推向P区和N区，形成电压，这就是光伏效应。太阳能电池的输出功率是输出电压与输出电流的乘积。同样的电池及光照条件下，负载电阻大小不一样时，输出的功率也不一样。因此，为了实现最大的输出功率，需要调整电池的工作状态，使其输出电流和电压达到最大值。势垒电场方向图3半导体P-N节示意图3.2 测量方法及器材按图4所示的实验装置进行实验。将太阳能电池板安装到相应辐照条件的位置，并把电阻箱作为太阳能电池负载，电阻箱调至50。后串联进电路起保护作用。将待测的太阳能电池接到万用表上，测量将太阳能光伏板与地面倾斜角度不同电流与电压的数值，记录测得的数据，根据所得数据求出其所对应的输出功率，并绘制出所对应的关系曲线图。然后在其接收太阳光辐射量的光伏板上遮挡一部分，测量光伏电池组件上有遮挡时并与地面夹角不同时电流与电压数值，并绘制出所对应的关系曲线图。比较其有遮挡和无遮挡时不同角度下其太阳能电池所测得得数据并分析其特性。图4实验装置图3.3 太阳能电池的伏安特性测量太阳能电池是一种直接将太阳光转化为电能的设备，它广泛应用于太阳能发电、太阳能热水器、太阳能灯等领域。因此，太阳能电池的伏安特性是评价其性能的重要指标。伏安特性是指无光照射时，流经太阳能电池的电流与外加电压之间的关系。由于太阳能电池的基本结构是一个大面积平面P-N结，单个太阳能电池单元的P-N结面积已远大于普通的二极管，因此为了得到所需的输出电流和电压，通常将若干电池单元并联或串联组成电池组件。太阳能电池的伏安特性取决于太阳能电池的材料、结构及组成组件时的串并连关系。为了测试太阳能电池组件在不同辐照条件下的伏安特性曲线，实验需要将待测的太阳能电池接到测试仪上，用电压表和电流表分别测量太阳能电池两端电压和回路中的电流，并串联电阻箱起保护作用。通过实验测试，得到的伏安特性曲线可以用来评估太阳能电池的性能和适用范围。在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的太阳能电池组件和电池组，以满足不同的电能输出需求。太阳能电池的伏安特性曲线又称为负载特性曲线，它描述了太阳能电池的输出电压和输出电流随负载变化的曲线。当负载变化到某一工作点，使得该工作点的电压值与电流值的乘积最大时，这个乘积就是太阳能电池的最大输出功率。此时的输出电压和电流分别称为最佳输出电压和最佳输出电流用Uwp和1甲P表示。当太阳能电池的输出短路时可得短路电流：故说明太阳能电池的短路电流与其光生电流相等且与辐照强度成正比。当太阳能电池的输出端开路时，=o,可得开路电压：%c=等仇管+1)(3.2)负载R可以从零到无穷大。当太阳能电池的输出功率最大时其负载Rw所对应的最大功率PmPP为:Pmpp=ImppVmpp电阻箱图5测量太阳能电池输出特性(3.3)图5为测量其电流和电压与辐照强度的示意图。当太阳能电池所接收到的辐照强度不同的时候，其所测得的电流与电压也随之变化，通过改变太阳能电池所接收到的辐照强度，记录其所得电流电压的数据。通过所得电流电压数据绘制出太阳能光伏电池的输出特性曲线，并以此作为分析其在不同条件下的理论数据参照。在确定得外部条件下，通过以下标准测试条件参数所进行光伏电池输出特性测试的实验，记录下所测得的电流电压等数据，并进行计算得到其输出功率。3.4 设计应用与公共电网相连接的太阳能光伏发电系统称为并网光伏发电系统，其结构如下图6所示，该系统包括太阳能电池阵列、逆变器、交流负载、变压器等部件。并网光伏发电系统可以将太阳能电池阵列输出的直流电转化为与电网电压同幅、同频、同相的交流电，并实现与电网连接并向电网输送电能。这种发电系统的灵活性在于，在日照较强时，光伏发电系统在给交流负载供电的同时将多余的电能送入电网；而当日照不足,即太阳能电池阵列不能为负载提供足够电能时，又可从电网索取电能为负载供电。光伏与建筑相结合的初始形式是在建筑物的屋顶或阳台上安装一般的太阳能电池阵列，并为其配备蓄电池进行独立供电，或通过逆变控制器和变压器输出端与公共电网并联，使电网和光伏方阵共同向建筑物供电。光伏发电系统和建筑相结合应用时.，通常采用并网发电的形式，这类系统与独立光伏发电系统相比，具有以下五大突出的优点：（I）在阴雨天或晚间，由电网给负载供电，这样，系统不必配备储能装置，既可以降低系统造价，又免除了维护和更换蓄电池的麻烦，还增加了供电的可靠性；（2）在有日照时所发出的电能，既可供给建筑物内负载使用，如果有多余还可反馈给电网；（3）在并网光伏发电系统中，不受蓄电池荷电状态的限制，可以随时向电网存取电能；（4）在设计太阳电池方阵倾角时，可以取全年能收到最大太阳辐射量对应的角度,最大限度地发挥太阳电池方阵的发电能力；（5）夏天的太阳辐射强度大，太阳电池阵列所发的电能相对较多，而夏季也是用电的高峰期，空调等制冷设备的利用率高，耗电量大，这正好能起到为电网调峰的作用。在选择发电系统时，需要考虑多个因素，其中包括成本、复杂性和效率。对于独立发电系统而言，虽然其具备一定的独立性，但是需要使用蓄电池，而蓄电池的成本较高。另外，混合发电系统的组建也比较复杂，需要考虑多种电源的协调。因此，选用并网发电系统是更为合适的选择。电池板是并网光伏发电系统中的重要组成部分，其功率大小和核心材料都会影响系统的效率。4光伏电池特性测试实验结果与分析4.1 实验结果与数据测量在晴天和阴天时光伏电池组件组成的光伏电池方阵在早、中、晚不同时间段以及在正常、光斑、扬尘等情况下与地面夹角分别为0。、15。、30。、45。、60。、75。、90。时输出电流与输出电压的数值，计算出相应的输出功率，并绘制出其所对应的曲线图。测的实验数据如下：表1晴天时早上测得光伏组件的数值正常电流（八）光斑扬尘正常电压（V）光斑扬尘正常功率（W）光斑扬尘0°4.534.634.7019.519.720.189.2491.2194.4715°4.554.554.5419.619.720.089.18896.390.8030°4.584.584.5719.719.920.290.2291.1492.3145°4.694.564.6020.120.020.293.8091.2092.9260°4.704.594.6720.219.820.194.9490.8893.8675°4.824.654.6719.919.720.295.9191.6194.3390°4.904.704.6919.819.719.997.0292.5993.33图6晴天早上电流随角度变化曲线图根据图6可以看出晴天早上正常、光斑和有扬尘三种不同情况下光伏电池的输出电流呈现先减后增的变化趋势，在与地面夹角为15。时有一个最小值，随后快速上升，到90。时达到最大，说明光伏板与地面夹角为90。时所接收到太阳的辐照最强。一晴天早上正常/一晴天早上光斑一晴天早上扬尘I9.4*I-I-I-I-I-I-IO015°30°45°60°75°90°角度图7晴天早上电压随角度变化曲线图根据图7可以看出正常、光斑和有扬尘三种情况下的输出电压呈现出先增后减的变化趋势，到45。附近时达到最大值，相对正常和光斑两种情况有扬尘的输出电压变化较缓慢，是由于太阳能光伏板有反射光，而有扬尘时太阳能光伏板的反射光比其他两种情况时的反射光都弱。981-一晴天早上光斑2一暗天早上扬尘根据图8可以看出晴天早上正常、光斑和有扬尘三种不同情况下光伏电池的输出功率呈现出先增后减的变化趋势，在15。时有一个最小值，随后呈现快速递增变化趋势,在90。时达到最大值，说明此时是光伏电池的最佳输出功率。表2晴天时中午测得光伏组件的数值正常电流（八）光斑电压（V）功率（W）光斑扬尘扬尘正常光斑扬尘正常O04.794.734.7019.220.819.698.3391.9692.1215°4.754.704.6219.420.219.594.9492.1590.0930°4.714.684.6019.719.619.491.7292.7889.2445°4.594.604.5619.619.519.489.7089.9688.4660°4.384.594.5319.619.219.388.1285.8487.4275°4.384.584.5119.519.119.287.4785.4186.5990°4.394.724.5019.319.019.289.6884.7286.40.8.63晴天中午正常一晴天中午光斑一晴天中午扬尘4.4-Oo15030°45°角度75°90°图9晴天中午电流随角度变化曲线图根据图9可以看出晴天中午正常、光斑和有扬尘三种不同情况下光伏电池的输出电流在0。时有个最大值，随后呈现出逐渐递减的变化趋势，而正常情况相对于其他两种情况变化较大，是由于正常情况下光伏板的反射光比其他两种情况强。.O22020202020O0I5o30°45o60o75o90o角度.8.642.0.8.642.0.8999998图10晴天中午电压随角度变化曲线图根据图10可以看出晴天中午光斑和有扬尘两种不同情况下光伏电池的输出电压呈现出逐渐递减的变化趋势，在0。时的输出电压最大，而正常情况下电压出现先增后减的变化趋势是因为光伏电池板所产生的反射光和所处环境温度也会对其输出电压产生一定的影响。在30。时出现一个最大值，说明此时环境因素对其影响最小。M/M-与一晴天中午正常一晴天中午光斑喑天4»午切尘086420864099999888根据图11可以看出晴天中午正常、光斑和有扬尘三种不同情况下光伏电池的输出功率在0。附近最大，而后呈现逐渐递减最终逐渐趋于平稳状态，说明在中午光伏电池板平铺时太阳光对光伏电池板的辐照强度最大，相应的其输出功率也在此时最大。表3晴天时下午测得光伏组件的数值正常电流（八）光斑扬尘正常电压（V）光斑扬尘正常功率（W）光斑扬尘0°5.065.254.7320.519.919.0104.47103.7389.875°5.035.174.6520.320.219.5104.43102.1990.6730。5.014.834.5720.220.419.898.53101.2290.4845°4.974.774.5520.019.919.794.9299.4089.6360°4.714.804.6219.819.819.795.0493.2591.0175°4.654.794.6119.819.819.694.8492.0791.2790°4.614.784.6119.719.919.695.1290.8190.35一晴天下午正常一晴天下午光斑一晴天下午扬尘4.6-Oo15°30°45°60°75°90°角度图12晴天下午电流随角度变化曲线图根据图12可以看出晴天下午正常、光斑和有扬尘三种不同情况下光伏电池的输出电流在0。时有一个最大值，随后呈现出逐渐下降的变化趋势，而在60。附近开始逐渐趋于平稳。20.6-1一晴天卜午IE常一晴天下午光斑一晴天下午扬尘2Q.8.642SS9.9.9.9.22>、出三j图13晴天下午电压随角度变化曲线图根据图13可以看出晴天下午光斑和扬尘两种不同情况下光伏电池的输出电压呈现出先增后减而后逐渐趋于平稳的变化趋势，在30。时有一个最大值；正常情况下的输出电压呈现出持续递减的变化趋势，在0。时其输出电流最大。说明外界因素对正常情况下的太阳能电池板的影响较大。106-104-102-一晴天下午正常一晴天下午光斑一晴天下午扬尘90,0°5oOo3,60根据图14可以看出晴天下午正常和光斑两种不同情况下光伏电池的输出功率在0。时有一个最大值，而后呈现出逐渐递减的变化趋势；说明此时太阳能光伏板的最大输出功率在0。附近；而有扬尘时其功率的变化较为平稳，产生这种情况的原因可能是有扬尘时吸收了一部分太阳能光伏板的反射光，还有外界温