光伏發(fā)電實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、太陽(yáng)能電池板伏安特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué) 院：機(jī)電工程學(xué)院專 業(yè)： 電子科學(xué)與技術(shù)年 級(jí)：_09姓 名：吳福川學(xué) 號(hào)：_0扌旨導(dǎo)教師：劉銀春、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解并掌握光伏發(fā)電的原理2、了解太陽(yáng)能電池板的開路電壓、短路電流及功率曲線3、了解太陽(yáng)能電池板的轉(zhuǎn)換效率4、熟悉太陽(yáng)能表和太陽(yáng)能電池測(cè)試儀的功能二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、光伏電池的開路電壓與短路電流特性測(cè)試2、光伏發(fā)電的負(fù)載福安特性測(cè)試3、最大輸出功率與光照強(qiáng)度的關(guān)系測(cè)試三、實(shí)驗(yàn)儀器太陽(yáng)能電池板1套光源1套萬用表2臺(tái)光照度計(jì)1臺(tái)可調(diào)電阻2個(gè)蓄電池1臺(tái)導(dǎo)線若干米尺1條四、實(shí)驗(yàn)原理U與通太陽(yáng)能電池在沒有光照時(shí)其特性可視為一個(gè)二極管，在沒有光照時(shí)其正向偏壓 過電流

2、I的關(guān)系式為：I l°?(eU 1)(1)(1)式中，Io和是常數(shù)。Ec為半由半導(dǎo)體理論，二極管主要是由能隙為Ec Ev的半導(dǎo)體構(gòu)成，如圖1所示。導(dǎo)體導(dǎo)電帶，Ev為半導(dǎo)體價(jià)電帶。當(dāng)入射光子能量大于能隙時(shí)，光子會(huì)被半導(dǎo)體吸收，生電子和空穴對(duì)。電子和空穴對(duì)會(huì)分別受到二極管之內(nèi)電場(chǎng)的影響而產(chǎn)生光電流。光子價(jià)帶mi電子和亨玄在電場(chǎng)的作用下產(chǎn)氣光電蓿假設(shè)太陽(yáng)能電池的理論模型是由一理想電流源（光照產(chǎn)生光電流的電流源）、一個(gè)理想二極管、一個(gè)并聯(lián)電阻 Rsh與一個(gè)電阻Rs所組成，如圖2所示。IdIFdTT圖2太陽(yáng)能電池的理論模型電路圖圖2中，I ph為太陽(yáng)能電池在光照時(shí)的等效電源輸出電流，Id為光照

3、時(shí)通過太陽(yáng)能電池內(nèi)部二極管的電流。由基爾霍夫定律得：IRs U （Iph Id I）Rsh 0（ 2）（2）式中，I為太陽(yáng)能電池的輸出電流，U為輸出電壓。由（1 ）式可得，RU假定Rsh和Rs0，太陽(yáng)能電池可簡(jiǎn)化為圖3所示電路。這里，I IphI dI phI°(eU 1)。在短路時(shí)，U0，I phIsc ；而在開路時(shí)，10， I sc10 (e Uoc1) 0 ；I(1 訂Iph 爲(wèi)Id(3)I = Iph Id圖5太陽(yáng)能電池的簡(jiǎn)化電路圖UocI n仏 1( 4)I 0是常數(shù)。（4 ）式即為在Rsh 和Rs 0的情況下，太陽(yáng)能電池的開路電壓Uoc和短路電流I sc的關(guān)系式。其中Uo

4、c為開路電壓，Isc為短路電流，而Io、五、實(shí)驗(yàn)操作1、開路電壓和短路電流測(cè)試實(shí)驗(yàn) 開路電壓電池不放電時(shí)，電池兩極之間的電位差被稱為開路電壓。一個(gè)基本的帶電源、聯(lián)接導(dǎo) 體，負(fù)載的電路，如果某處開路，斷開兩點(diǎn)之間的電壓為開路電壓。將電壓表V直接接在太陽(yáng)能電池組件的正負(fù)極，紅表筆接正極，黑表筆接負(fù) 極。光源的發(fā)光對(duì)著太陽(yáng)能電池組件， 打開光源電源，等光源發(fā)光亮度穩(wěn)定后開 始測(cè)量。用照度計(jì)測(cè)量照射在太陽(yáng)能電池組件表面的光照度。改變光源和太陽(yáng)能電池 組件之間的距離，測(cè)量不同光照強(qiáng)度下太陽(yáng)能電池組件的輸出電壓，填入下表：光照度（Lx）54403328242219光生電壓（V）根據(jù)所測(cè)得的數(shù)據(jù)畫折線圖如下

5、圖所示:依圖可得，隨著光照強(qiáng)度的變化，該太陽(yáng)能電池組件的開路電壓基本不變故：V （開）=（+ /7=（ V）短路電流短路電流是由于故障或連接錯(cuò)誤而在電路中造成短路時(shí)所產(chǎn)生的過電流。短路電流將引起下列嚴(yán)重后果：短路電流往往會(huì)有電弧產(chǎn)生， 它不僅能燒壞故障元件本身， 也可能燒壞周 圍設(shè)備和傷害周圍人員。因此，必須切除部分用戶。短路時(shí)電壓下降的愈大，持續(xù)時(shí)間愈長(zhǎng)， 破壞整個(gè)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的可能性愈大。將電流表A直接接在太陽(yáng)能電池組件的正負(fù)極，紅表筆接正極，黑表筆接負(fù) 極。光源的發(fā)光對(duì)著太陽(yáng)能電池組件， 打開光源電源，等光源發(fā)光亮度穩(wěn)定后開 始測(cè)量。用照度計(jì)測(cè)量照射在太陽(yáng)能電池組件表面的光照度。改變

6、光源和太陽(yáng)能電池組件之間的距離，測(cè)量不同光照強(qiáng)度下太陽(yáng)能電池組件的輸出電流，填入下表:光照度（Lx）54403328242219光生電流（mA）根據(jù)所測(cè)得的數(shù)據(jù)畫折線圖如下圖所示:二依圖可得，隨著光照強(qiáng)度的變化，該太陽(yáng)能電池組件的短流電流基本不變。 故：I （短）=（+ /7= （ mA）2、負(fù)載伏安特性測(cè)試實(shí)驗(yàn) 按照下圖所示設(shè)計(jì)測(cè)量電路圖，并連接。光源的發(fā)光對(duì)著太陽(yáng)能電池組件，打開光源電源，等光源發(fā)光亮度穩(wěn)定后開 始測(cè)量。將太陽(yáng)能光伏組件，電壓表，電流表，負(fù)載電阻按圖組成回路，改變電阻阻 值，測(cè)量流經(jīng)電流表的電流I和電阻上的電壓V,即得到該光伏組件的伏安特性 曲線。測(cè)量過程中輻射光源與光伏組

7、件距離要保持不變，以保證整個(gè)測(cè)量過程是 在相同光照強(qiáng)度下進(jìn)行的。填寫下表：電阻（KQ）光生電壓（V）光生電流（mA）根據(jù)所測(cè)得的數(shù)據(jù)畫折線圖如下圖所示:依圖可得，在光照強(qiáng)度保持不變的情況下，隨著負(fù)載電阻阻值的增大，光生 電壓逐漸增大，光生電流逐漸減小。3、最大輸出功率與光照強(qiáng)度的關(guān)系按照下圖所示設(shè)計(jì)測(cè)量電路圖，并連接。電壓表，電流表，負(fù)載電阻按圖組成回路，改變太陽(yáng)能I和電阻上的電壓V,即得到距離（M）光生電壓（V）光生電流（A）根據(jù)所測(cè)得的數(shù)據(jù)畫折線圖如下圖所示:14將太陽(yáng)能光伏組件， 電池板與輻射光源的距離，測(cè)量流經(jīng)電流表的電流 該光伏組件的伏安特性曲線。測(cè)量過程中電阻阻值不變，以保證整個(gè)測(cè)量過程是 在相同阻抗下進(jìn)行的。填寫下表：©二 |=> 01210T-光生電庇<V>光生電1流（mA）依圖可得， 在保持負(fù)載電阻阻值不變的情況下， 改變光照強(qiáng)度， 光生電壓和 光生電流都保持不變六、實(shí)驗(yàn)總結(jié)1、注意事項(xiàng)(1) 電壓表、電流表的量程必須分別大于太陽(yáng)能電池板的開路電壓和短路電流。(2) 滑動(dòng)變阻器的阻值范圍應(yīng)為 50 歐姆左右。(3) 實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)該等光源發(fā)光亮度穩(wěn)定后再測(cè)量。(4) 移動(dòng)太陽(yáng)能電池板時(shí)應(yīng)保持電池板與光源的角度不變。2、誤差分析：系統(tǒng)誤差：(1).電流表與電壓表內(nèi)阻以及導(dǎo)線內(nèi)阻接觸電阻對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響；(2).因?yàn)閷?dǎo)線的接入導(dǎo)致