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太阳电池的热电特性分析(2)

太阳电池的热电特性分析(2)

点击数:7129 次   录入时间:03-04 11:43:15   整理:http://www.55dianzi.com   电工文摘
2.1串联内阻的影响


由前面太阳电池的等效电路可以看出,串联内阻会降低短路电流,降低负载两端的电压,引起电池转换效率的下降。图2和图3分别为不同串联内阻的太阳电池峰值功率和转换效率随光强的变化规律。从图中可以看出,随着光强的增加,串联电阻的影响越来越显著,串联内阻越高,随着光强的升高,其转换效率下降的越快。

从图2也可以看出,太阳电池的峰值功率随光强的升高而首先直线上升,升高到一定程度后,曲线变得平缓。不同串联内阻的太阳电池峰值功率变化曲线的拐点如表l所示。对于直径为10cm的常规太阳电池,其串联内阻一般在0.05—0.010之间。由表l可知,若采用聚光系统性能好(串联内阻小)的常规太阳电池最多可以在20倍光强下工作,能得到较好的效果,若再增加光强,收效很小,反而增加了成本。对于一般常规太阳电池可能只能在几倍光强下得到较好的收益。若想使太阳电池工作在更高的光强下,必须采取措施,降低电池的串联内阻,这样势必会增加大阳电池的成本,而且串联电阻越小,其成本会越高,因此并不是光强越高越好,而是存在一个成本最低的最佳光强。



2.2换热系数的影响

太阳光照射到太阳电池上,一部分转变为电,而大部分却转变为热,使太阳电池温度升高,从而影响太阳电池的性能。在同样条件下,不同的冷却方式和工况,太阳电池的工作温度也不同,也就是电池的性能也不同。而冷却方式和工况的不同主要表现为换热系数的不同。图4—图6给出了换热系数对系统性能的影响规律。从图中可以看出,换热系数越高,系统的性能越好,而且随着光强的升高,换热系数的影响越来越显著。



空气自然对流换热系数的最高值为10W/(m2•K),从图中可以看出,在该换热系数下时,在5个太阳下,太阳电池的温度就超过了U2℃。因此对于采用空气自然对流的聚光光伏发电系统,最多可以工作在4个太阳下。水自然对流的换热系数在200一1000W/(m2•K)之间,从图中可以看出,当换热系数为200W/(m2•K)时,在29个太阳下,太阳电他的温度达到100℃;当换热系数为1000W/(m2•K)时,在134个太阳下,太阳电他的温度达到100℃。因此对于采用水自然对流冷却的聚光发电系统来说,根据水流速的不同,可以工作在29一134个太阳下。若再进一步提高光强,就需要采用水的强制对流来实现。

1)在特定的串联内阻下,太阳电他的峰值功率首先随光强的升高而直线升高,升高到一定程度后曲线曲线变得平缓。曲线的拐点随串联内阻的降低而升高。一般常规电池只能工作在几个到20个太阳之间,能够得到较好的收益。若想进一步提高光强,必须采用小串联内阻的太阳电池。

2)换热系数越高,系统的性能越好,而且随着光强的升高,换热系数的影响越来越显著。采用空气自然对流的聚光光伏发电系统,最多可以工作在29一134个太阳下。


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