光伏发电实验报告.docx

.太阳能电池板伏安特性测试实验报告学 院: 机电工程学院专 业: 电子科学与技术年 级:09姓 名: 吴福川学 号:091203025指导教师: 刘银春..一、实验目的1、了解并掌握光伏发电的原理2、了解太阳能电池板的开路电压、短路电流及功率曲线3、了解太阳能电池板的转换效率4、熟悉太阳能表和太阳能电池测试仪的功能二、实验内容1、光伏电池的开路电压与短路电流特性测试2、光伏发电的负载福安特性测试3、最大输出功率与光照强度的关系测试三、实验仪器太阳能电池板1套光源1套万用表2台光照度计1台可调电阻2个蓄电池1台导线若干米尺1条四、实验原理太阳能电池在没有光照时其特性可视为一个二极管,在没有光照时其正向偏压 U与通过电流I的关系式为:I Io (eU 1) (1)(1)式中,Io和 是常数。由半导体理论,二极管主要是由能隙为 EC EV的半导体构成,如图 1所示。EC为半导体导电带, EV为半导体价电带。当入射光子能量大于能隙时,光子会被半导体吸收,产生电子和空穴对。电子和空穴对会分别受到二极管之内电场的影响而产生光电流。..假设太阳能电池的理论模型是由一理想电流源 (光照产生光电流的电流源) 、一个理想二极管、一个并联电阻 Rsh与一个电阻 Rs所组成,如图 2所示。图2中,Iph为太阳能电池在光照时的等效电源输出电流, Id为光照时通过太阳能电池内部二极管的电流。由基尔霍夫定律得:IRs U (Iph Id I)Rsh 0 (2)(2)式中,I为太阳能电池的输出电流, U为输出电压。由( 1)式可得,I(1Rs)UId(3)IphRshRsh假定Rsh和Rs0,太阳能电池可简化为图3所示电路。这里,IIphIdIphI0(eU1)。在短路时,U0,IphIsc;而在开路时,I0,IscI0(eUoc1)0;UOC1ln[Isc1](4)I0(4)式即为在RSh和RS0的情况下,太阳能电池的开路电压UOC和短路电流ISC的关系式。其中UOC为开路电压,ISC为短路电流,而I0、是常数。..五、实验操作1、,电池两极之间的电位差被称为开路电压。一个基本的带电源、联接导体,负载的电路,如果某处开路,断开两点之间的电压为开路电压。将电压表V直接接在太阳能电池组件的正负极,红表笔接正极,黑表笔接负极。光源的发光对着太阳能电池组件,打开光源电源,等光源发光亮度稳定后开始测量。用照度计测量照射在太阳能电池组件表面的光照度。改变光源和太阳能电池组件之间的距离,测量不同光照强度下太阳能电池组件的输出电压,填入下表:光照度(Lx)54403328242219光生电压(V):依图可得,随着光照强度的变化,该太阳能电池组件的开路电压基本不变故:V(开)=(++++++)/7=(V)。 短路电流将引起下列严重后果: 短路电流往往会有电弧产生, 它不仅能烧坏故障元件本身, 也可能烧坏周围设备和伤害周围人员。 因此,必须切除部分用户。短路时电压下降的愈大, 持续时间愈长,破