光伏组件的接线端子盒是一个黑色的塑料盒子,位于背板后面,连接外部的电缆由其中伸出。 在接线盒内部安装有二极管整流回路。太阳能电池各单元之间采用串联方式连接,如果光伏组件上某一电池单元因日光照射不到而出现电流降低的情况, 为了与处于同一串联回路上的其它电池单元保持相同的电流,该电池单元将不得不承受其它电池单元工作时所施加的反向电压。例如 一套 60 个单元的串联组件发电系统,当某一个单元电流下降时将要承受约 30V 的反向电压(每个单元工作电压为 0.5V ,则 0.5V × 59 ≈ 30V )。在这种情况下, 该电池单元就相当于一个耗能电阻,它将消耗其它电池单元所产生电能并产生热量 。为了防止这种情况的发生,大约每 20 个电池单元需要并联一个二极管作为保护,大约可以抵消- 10V 的反向电压。比如公共***必须使用可再生能源电力证书(RECs)以符合配额制的要求,它也是支持可再生能源的主要形式,在美国实施时间也已经长达十年之久。此时在并联的旁路二极管中流过正向电流,也会使二极管的结温上升,如果使用了不适当的电流容量的二极管,或者二极管的连接方式错误,其发热量会导致焊接部位熔化,在恶劣的情况下甚至会引起火灾。因此,对于太阳能电池板而言,要充分考虑其散热和阻燃性能,并进行必要的防灾设计。万一二极管因发热而被击穿,被这个二极管所保护的电池单元将再次承受较大的反向电压,电池单元的进一步发热甚至会引起整个光伏组件的燃烧,对于这种***必须加以考虑。
接线盒内部有用灌封胶充填的也有不充填的。考虑到灌封胶的耐热性能和耐风化性能,使用得为广泛的是硅树脂,这种灌封胶的使用同时考虑了二极管的散热需求。各家公司对于灌封胶的阻燃等级有着不同的要求。组件逆变器是将每个光伏组件与一个逆变器相连,同时每个组件有一个单独的大功率峰值跟踪,这样组件与逆变器的配合好。在不充填灌封胶的情况下需要设置通气孔以解决接线盒内部结露的问题,为了防止进水,在通气孔上还要贴上透气性的防水薄膜。
越来越多的普通家庭开始在屋顶上安装太阳能电池板,因此对其安全性的评价 应该引起***关注。考虑到产品品质波动的因素,为了确保光伏组件的安全性,应该按照几倍的安全系数对规定值进行测试。在过去几年,振鑫焱及其同事一直在推动“土豆电源”的构想,试图用此来使人们放弃使用电网的能源。一直以来对太阳能电池产业有一种误解,认为只要购买了设备就能很容易进行生产。当然,太阳能电池产品的制造可能并不困难,报废组件回收,但是,产品的输出功率、销售价格千差万别,各种产品的安全性、长寿命化以及***服务等并非易事,同时还需要投入巨大的资源进行产品的研究开发工作。为了使高安全性、高可靠性的太阳能电池产品尽快得到普及,需要对目前所执行的国际标准进行有益的修订,还望广大用户能够理解其必要性。
光可分为不同波长,我们可以通过彩虹看出这一点。由于射到电池的光的光子能量范围很广,因此有些光子没有足够的能量来形成电子空穴对。它们只是穿过电池,就像电池是透明的一样。但其他一些光子的能量却很强。只有达到一定的能量 —— 单位为电子伏特( eV ),由电池材料(对于晶体硅,约为 1.1eV )决定 —— 才能使电子逸出。但受光伏组串的匹配和部分遮影的影响,导致整个光伏系统的效率和电产能。我们将这个能量值称为材料的带隙能量。如果光子的能量比所需的能量多,则多余的能量会损失掉(除非光子的能量是所需能量的两倍,并且可以创建多组电子空穴对,但这种效应并不重要)。仅这两种效应就会造成电池中 70% 左右的辐射能损失。
为何我们不选择一种带隙很低的材料,以便利用更多的光子?遗憾的是,带隙还决定了电场强度(电压),如果带隙过低,那么在增大电流(通过吸收更多电子)的同时,也会损失一定的电压。请记住,功率是电压和电流的乘积。带隙能量必须能平衡这两种效应,对于由单一材料制成的电池,这个值约为 1.4 电子伏特。这就意味着,可再生能源价格有两部分组成——市场电价 绿证收入。
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