光伏组件 _生活百科

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光伏组件单体太阳电池不能直接做电源使用。作电源必须将若干单体电池串、并联连线和严密封装成组件。光伏组件（也叫太阳能电池板）是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中最重要的部分。
其作用是将太阳能转化为电能，并送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。
但是，随着微型逆变器的使用，可以直接把光伏组件的电流源转化成为40V左右的电压源，就可以驱动电器套用我们的生活当中。
【光伏组件】同时，光伏组件在不断创新，由于光伏组件在业内来讲叫做中国製造，应该有中国创造，进而出现光伏组件的升级创新产品，如光伏陶瓷瓦，光伏彩钢瓦，这类产品可以直接代替传统建材瓦片，还有了光伏组件的功能，一旦步入通用市场，将对光伏组件和传统建材造成一定冲击。
基本介绍中文名：光伏组件
外文名：Solar Cell module
又称：太阳电池组件
类型：光伏电池组合装置
基本信息组成结构指具有封装及内部联结的，能单独提供直流电输出的，最小不可分割的光伏电池组合装置。光伏组件（俗称太阳能电池板）由太阳能电池片（整片的两种规格125*125mm、156*156mm、124*124mm等）或由雷射切割机机或钢线切割机切割开的不同规格的太阳能电池组合在一起构成。由于单片太阳能电池片的电流和电压都很小，然后我们把他们先串联获得高电压，再并联获得高电流后，通过一个二极体（防止电流回输）然后输出。并且把他们封装在一个不鏽钢、铝或其他非金属框线上，安装好上面的玻璃及背面的背板、充入氮气、密封。整体称为组件，也就是光伏组件或说是太阳电池组件。製作流程组件製作流程经电池片分选-单焊接-串焊接-拼接(就是将串焊好的电池片定位,拼接在一起)-中间测试(中间测试分:红外线测试和外观检查)-层压-削边-层后外观-层后红外-装框(一般为铝框线)-装接线盒-清洗-测试(此环节也分红外线测试和外观检查.判定该组件的等级)-包装.（1）电池测试由于电池片製作条件的随机性，生产出来的电池性能不尽相同，所以为了有效的将性能一致或相近的电池组合在一起，所以应根据其性能参数进行分类；电池测试即通过测试电池的输出参数（电流和电压）的大小对其进行分类。以提高电池的利用率，做出质量合格的电池组件。（2）正面焊接将汇流带焊接到电池正面（负极）的主栅线上，汇流带为镀锡的铜带，我们使用的焊接机可以将焊带以多点的形式点焊在主栅线上。焊接用的热源为一个红外灯（利用红外线的热效应）。焊带的长度约为电池边长的2倍。多出的焊带在背面焊接时与后面的电池片的背面电极相连。（3）背面串接背面焊接是将电池串接在一起形成一个组件串，我们目前採用的工艺是手动的，电池的定位主要靠一个膜具板，上面有放置电池片的凹槽，槽的大小和电池的大小相对应，槽的位置已经设计好，不同规格的组件使用不同的模板，操作者使用电烙铁和焊锡丝将“前面电池”的正面电极（负极）焊接到“后面电池”的背面电极（正极）上，这样依次串接在一起并在组件串的正负极焊接出引线。（4）层压敷设背面串接好且经过检验合格后，将组件串、玻璃和切割好的EVA 、玻璃纤维、背板按照一定的层次敷设好，準备层压。玻璃事先涂一层试剂（primer）以增加玻璃和EVA的粘接强度。敷设时保证电池串与玻璃等材料的相对位置，调整好电池间的距离，为层压打好基础。（敷设层次：由下向上：钢化玻璃、EVA、电池片、EVA、玻璃纤维、背板）。（5）组件层压将敷设好的电池放入层压机内，通过抽真空将组件内的空气抽出，然后加热使EVA熔化将电池、玻璃和背板粘接在一起；最后冷却取出组件。层压工艺是组件生产的关键一步，层压温度层压时间根据EVA的性质决定。我们使用快速固化EVA时，层压循环时间约为25分钟。固化温度为150℃ 。（6）修边层压时EVA熔化后由于压力而向外延伸固化形成毛边，所以层压完毕应将其切除。（7）装框类似与给玻璃装一个镜框；给玻璃组件装铝框，增加组件的强度，进一步的密封电池组件，延长电池的使用寿命。框线和玻璃组件的缝隙用硅酮树脂填充。各框线间用角键连线。（8）焊接接线盒在组件背面引线处焊接一个盒子，以利于电池与其他设备或电池间的连线。（9）高压测试高压测试是指在组件框线和电极引线间施加一定的电压，测试组件的耐压性和绝缘强度，以保证组件在恶劣的自然条件（雷击等）下不被损坏。（10）组件测试测试的目的是对电池的输出功率进行标定，测试其输出特性，确定组件的质量等级。目前主要就是模拟太阳光的测试Standard test condition（STC），一般一块电池板所需的测试时间在7-8秒左右。生产流程第一步单片焊接：将电池片焊接互联条（涂锡铜带），为电池片的串联做準备.第二步串联焊接：将电池片按照一定数量进行串联。第三步叠层：将电池串继续进行电路连线，同时用玻璃、EVA胶膜、TPT背板将电池片保护起来。第四步层压：将电池片和玻璃、EVA胶膜、TPT背板在一定的温度、压力和真空条件下粘结融合在一起。第五步装框：用铝框线保护玻璃，同时便于安装。第六步清洗：保证组件外观。第七步电性能测试：测试组件的绝缘性能和发电功率最后包装入库。製造特点（1）作为光伏行业的终端产品，与市场结合紧密，产品将直接面向客户，要求有很强的市场应变机制；（2）套用原材料品种繁多，选用不同材料将会直接影响到组件的相关性能；（3）产品更新换代较快，对产品的设计开发能力要求较高；材料构成太阳能电池组件构成及各部分功能：1）钢化玻璃其作用为保护髮电主体（如电池片），透光其选用是有要求的，1.透光率必须高（一般91%以上）；2.超白钢化处理2） EVA 用来粘结固定钢化玻璃和发电主体（如电池片），透明EVA材质的优劣直接影响到组件的寿命，暴露在空气中的EVA易老化发黄，从而影响组件的透光率，从而影响组件的发电质量除了EVA本身的质量外，组件厂家的层压工艺影响也是非常大的，如EVA胶连度不达标，EVA与钢化玻璃、背板粘接强度不够，都会引起EVA提早老化，影响组件寿命。3）电池片主要作用就是发电，发电主体市场上主流的是晶体硅太阳电池片、薄膜太阳能电池片，两者各有优劣晶体硅太阳能电池片,设备成本相对较低，但消耗及电池片成本很高，但光电转换效率也高，在室外阳光下发电比较适宜薄膜太阳能电池，相对设备成本较高，但消耗和电池成本很低，但光电转化效率相对晶体硅电池片一半多点，但弱光效应非常好，在普通灯光下也能发电，如计算器上的太阳能电池。4） EVA 作用如上，主要粘结封装发电主体和背板5）背板作用，密封、绝缘、防水（一般都用TPT、TPE等材质必须耐老化，大部分组件厂家质保都是25年，钢化玻璃，铝合金一般都没问题，关键就在与背板和硅胶是否能达到要求。）6）铝合金保护层压件，起一定的密封、支撑作用7）接线盒保护整个发电系统，起到电流中转站的作用，如果组件短路接线盒自动断开短路电池串，防止烧坏整个系统接线盒中最关键的是二极体的选用，根据组件内电池片的类型不同，对应的二极体也不相同8）硅胶密封作用，用来密封组件与铝合金框线、组件与接线盒交界处有些公司使用双面胶条、泡棉来替代硅胶，国内普遍使用硅胶，工艺简单，方便，易操作，而且成本很低。组件套用太阳能光伏併网发电系统通过把太阳能转化为电能，不经过蓄电池储能，直接通过併网逆变器，把电能送上电网。太阳能併网发电代表了太阳能电源的发展方向，是21世纪最具吸引力的能源利用技术。与离网太阳能发电系统相比，併网发电系统具有以下优点:1)利用清洁乾净，可再生的自然能源太阳能发电，不耗用不可再生的，资源有限的含碳化石能源，使用中无室气体和污染物排放，与生态环境和谐，符合经济社会可持续发展战略。2)所发电能馈入电网，以电网为储能装置，省掉蓄电池，比独立太阳能光伏系统的建设投资可减少达25%—45%，从而使发电成本大为降低。省掉蓄电池并可提高系统的平均无故障时间和蓄电池的二次污染。3)光伏电池组件与建筑物完美结合，既可发电又能作为建筑材料和装饰材料，使物质资源充分利用发挥多种功能，不但有利于降低建设费用，并且还使建筑物科技含量提高，增加卖点。4)分散式建设，就近就地分散发供电，进入和退出电网灵活，既有利于增强电力系统抵御战争和灾害的能力，又有利于改善电力系统的负荷平衡，并可降低线路损耗。5)可起调峰作用。联网太阳能光伏系统是世界各已开发国家在光伏套用领域竞相发展的热点和重点，是世界太阳能光伏发电的主流发展趋势，市场巨大，前景广阔。太阳能电池发电系统是利用光生伏打效应原理製成的，它是将太阳辐射能量直接转换成电能的发电系统。它主要由太阳能电池方阵和併网逆变器两部分组成。如下图所示:白天有日照时，太阳能电池方阵发出的电经过併网逆变器将电能直接输送到交流电网上，或将太阳能所发出的电经过併网逆变器直接为交流负载供电。工作原理图：3.系统主要组件简介1)太阳能电池组件一个太阳能电池只能产生大约0.5伏的电压，远低于实际使用所需电压。为了满足实际套用的需要，需要把太阳能电池连线成组件。太阳能电池组件包含一定数量的太阳能电池，这些太阳能电池通过导线连线。如一个组件上，太阳能电池的数量是36片，这意味着一个太阳能组件大约能产生17伏的电压。通过导线连线的太阳能电池被密封成的物理单元被称为太阳能电池组件，具有一定的防腐，防风，防雹，防雨的能力，广泛套用于各个领域和系统。当套用领域需要较高的电压和电流而单个组件不能满足要求时，可把多个组件组成太阳能电池方阵，以获得所需要的电压和电流。2)光伏併网逆变器将直流电变换成交流电的设备。由于太阳能电池发出的是直流电，而一般的负载是交流负载，所以逆变器是不可缺少的。逆变器按运行方式，可分为独立运行逆变器和併网逆变器。独立运行逆变器用于独立运行的太阳能电池发电系统，为独立负载供电。併网逆变器用于併网运行的太阳能电池发电系统将发出的电能馈入电网。逆变器按输出波形又可分为方波逆变器和正弦波逆变器。组件类型单晶硅单晶硅太阳能电池的光电转换效率为17%左右，最高的达到24%，这是所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的，初期製作成本很大，但随着技术的成熟，价格已与多晶相差不多。由于单晶硅一般採用钢化玻璃以及防水树脂进行封装，因此其坚固耐用，使用寿命一般可达15年，最高可达25年。多晶硅多晶硅太阳电池的製作工艺与单晶硅太阳电池差不多，但是多晶硅太阳能电池的光电转换效率则要降低不少，其光电转换效率约12%左右 (2004年7月1日日本夏普上市效率为14.8%的世界最高效率多晶硅太阳能电池) 。从製作成本上来讲，比单晶硅太阳能电池要便宜一些，材料製造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此得到大量发展。此外，多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。从性能价格比来讲，单晶硅太阳能电池还略好。非晶硅非晶硅太阳电池是1976年出现的新型薄膜式太阳电池，它与单晶硅和多晶硅太阳电池的製作方法完全不同，工艺过程大大简化，硅材料消耗很少，电耗更低，它的主要优点是在弱光条件也能发电。但非晶硅太阳电池存在的主要问题是光电转换效率偏低，国际先进水平为10%左右，且不够稳定，随着时间的延长，其转换效率衰减。多元化多元化合物太阳电池指不是用单一元素半导体材料製成的太阳电池。各国研究的品种繁多，大多数尚未工业化生产，主要有以下几种：a) 硫化镉太阳能电池b) 砷化镓太阳能电池c) 铜铟硒太阳能电池(新型多元带隙梯度Cu(In, Ga)Se2薄膜太阳能电池功率计算太阳能交流发电系统是由太阳电池板、充电控制器、逆变器和蓄电池共同组成；太阳能直流发电系统则不包括逆变器。为了使太阳能发电系统能为负载提供足够的电源，就要根据用电器的功率，合理选择各部件。下面以100W输出功率，每天使用6个小时为例，介绍一下计算方法：1.首先应计算出每天消耗的瓦时数(包括逆变器的损耗)：若逆变器的转换效率为90%，则当输出功率为100W时，则实际需要输入功率应为100W/90%=111W；若按每天使用5小时，则耗电量为111W*5小时=555Wh 。2.计算太阳能电池板：按每日有效日照时间为6小时计算，再考虑到充电效率和充电过程中的损耗，太阳能电池板的输出功率应为555Wh/6h/70%=130W 。其中70%是充电过程中，太阳能电池板的实际使用功率。测试条件测试原理测试系统的工作原理是：当闪光照到被测电池上时，用电子负载控制太阳电池中电流变化，测出电池的伏安特性曲线上的电压和电流，温度，光的辐射强度，测试数据送入微机进行处理并显示、列印出来。测试工具太阳电池组件测试仪，AAA级太阳能电池组件测试仪测试标準（环境）：辐照度 1000 W/m2，环境温度25 °C, AM=1.5；功率公差範围： ± 3%）测试参数最大可测组件电池尺寸：1100mm*2000mm光源：高能脉冲氙灯光强可调範围：70—120W/C㎡光管寿命：≥300000次光均匀度：±3%测量範围和精度：电压 0~30V ±0.1% 0~60V ±0.1%电流 0~2A ±0.1% 0~20A ±0.1%测量误差：≤2%重複测量误差：±1%标準系统配置：卧式测试台+PC机+专用测试软体电源要求：220V/50Hz/2KW重量：320Kg外形尺寸：