光伏电池效率
光伏电池说白了就是太阳能光伏电池,就是将太阳能转换成电能的装置,利用化学中讲的利用电子移动来形成电流的装置。理解了原理所以效率问题就能大致知道由哪些原因所致。
光伏电池效率主要取决与三方面:
一) 太阳能电池板
太阳能电池板主要在于在于收集太阳光,所以贡献是最大的,是一切发展的源泉。太阳能电池板讲太阳能装换成电子移动,太阳能电池板上有半导体,将光能转换成电子的装置。
二) 逆变器
逆变器是将电子转换成电流的装置,所以它的作用也功不可没。所有的电器都是有自我损耗的,没有哪一件物品不消耗能量,所以他的损耗在第二步。
三)电网( 蓄电池 )
电网的损耗也是不可忽略的,所以长距离送电都将电压升的很高,是为了减少在传送过程中的损耗。蓄电池是为了储蓄电能,内部是有转换过程的,所以在相互转换过程中的损耗也还是很大的。
其实还有好多损耗的部件,所以光伏电池效率一直得不到充分的解决,但科技的进步是与日俱进的,所以还是得到了一定程度的解决。比如采用转换效率更高的单晶硅太阳能电池板,损耗更低的电网,转换效率更高的蓄电池等等。光伏电池的转换效率已经发展到百分之十以上了,这真的非常不容易,因为之前的通常都低于百分之十。
晴天在太阳光垂直照射的条件下,商用光伏多晶硅组件的光电转换效率能达到12%-17%,多晶硅能达到17%-20%。多晶硅在弱光条件下发电效率比单晶硅好,单晶硅在太阳光垂直照射条件下效率比多晶硅好。
光伏组件(solar module)即太阳电池组件,由于单片太阳电池输出电压较低,加之未封装的电池由于环境的影响电极容易脱落,因此必须将一定数量的单片电池采用串、并联的方式密封成光伏组件,以避免电池电极和互连线受到腐蚀。
光伏组件按太阳电池的材料分为晶体硅太阳电池组件和薄膜太阳电池组件。
太阳电池组件的计算方法如下:组件STC状态下的标称功率/(组件面积*1000)。 以标称功率为180Wp,组件外形尺寸为1580×808×50mm(长×宽×厚度),72块125×125mm的电池片串联封装成的组件为例,组件效率为:180/(1.58×0.808×1000)=0.1410=14.10%。
太阳能光伏组件: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、并联连接和严密封装成组件。太阳能电池组件(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,或送往蓄电池中存储起来,或推动负载工作。
参考资料
云知-工程造价:http://yunzhi.zjtcn.com/722180.html
有一篇文章对这个关系了一定的分析,可以供你参考:
文章题目是“影响光伏组件发电性能的因素分析”
文中对5种不同的组件在不同光照条件下的效率进行了分析,得出的结论是:
对每种组件,最大转换效率均出现在500W/㎡照度的附近;但转换效率在高光照和弱光条件下的减小趋势是不同的;
对于串联电阻越大的光伏组件,光照强度越高,相对于500W/㎡照度附近的最大转换效率值减小的越快;
而漏电导越大的光伏组件,光照强度越低,转化效率下降越快!
举个例子:比如1平方的太阳热量为1000W,组件面积为 1个平方,他输出的电能为250W
你们组件的转换效率就大概为:250W/1000W=25%.它代表组件的转换能力.
组件功率,就是组件输出的电能,也就是上面例子中所说的 250W,它代表组件输出的可供使用的电能.
系统效率
=
电池组件的转换效率x逆变器效率x系统损耗。
面积x转换效率x1000w/m2=功率。
即:
太阳电池组件的计算方法如下:组件stc状态下的标称功率/(组件面积*1000).
以标称功率为180wp,组件外形尺寸为1580×808×50mm(长×宽×厚度),72块125×125mm的电池片串联封装成的组件为例,组件效率为:180/(1.58×0.808×1000)=0.1410=14.10%.
η=(太阳能电池的输出功率/入射的太阳光功率)x100%
= (Vop x Iop/Pin x S)X100%
= (Voc.Isc.FF) /(Pin .S )
其中Pin是入射光的能量密度,S为太阳能电池的面积,当S是整个太阳能电池面积时,η称为实际转换效率,当S是指电池中的有效发电面积时,η叫本征转换效率。
Voc开路电压 ,Isc闭路电流,FF填充因子(应在0.70-0.85之间)
目前国内太阳能电池的转换效率大概在16%-17%,无锡尚德有一款产品好像能做到34%
单晶硅太阳能的光电转换效率最高的达到24%,这是目前所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的。但是单晶硅太阳能电池的制作成本很大,以致于它还不能被大量广泛和普遍地使用。多晶硅太阳能电池从制作成本上来讲,比单晶硅太阳能电池要便宜一些,但是多晶硅太阳能电池的光电转换效率则要降低不少,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。因此,从性能价格比来讲,单晶硅太阳能电池还略好。
十年来,研究者发现有一些化合物半导体材料适于作太阳能光电转化薄膜。例如CdS,CdTe;Ⅲ-V化合物半导体:GaAs,AIPInP等;用这些半导体制作的薄膜太阳能电池表现出很好光电转化效率。具有梯度能带间隙(导带与价带之间的能级差)多元的半导体材料,可以扩大太阳能吸收光谱范围,进而提高光电转化效率。使薄膜太阳能电池大量实际的应用呈现广阔的前景。在这些多元的半导体材料中Cu(In,Ga)Se2是一种性能优良太阳光吸收材料。以它为基础可以设计出光电转换效率比硅薄膜太阳能电池明显地高的薄膜太阳能电池,可以达到的光电转化率为18%。
这个理论值是在标准光强:AM1.5,1000W/平方米,组件温度:25度,是用太阳能光伏专用测试仪进行测试得出的。将该被测太阳能电池板的功率除以该太阳能电池板的面积再除以1000,则得出效率.
假设:该太阳能电池板的功率为5W,面积为:0.03平方米,则它的效率为:5/0.03/1000=0.167=16.7%,也就是它将平方米1000W 太阳光能量的16.7%转换成了电能.
组件在实际环境下的转换效率,要根据实际辐照度、温度、实际发出的电能以及各种损耗来计算出实际的转换效率,工作环境的不同,工作时的实际的转换效率也不一样。