光伏發(fā)電實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、-. z.太陽能電池板伏安特性測試實(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 *：吳福川*： 091203025 指導(dǎo)教師：銀春一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解并掌握光伏發(fā)電的原理2、了解太陽能電池板的開路電壓、短路電流及功率曲線3、了解太陽能電池板的轉(zhuǎn)換效率4、熟悉太陽能表和太陽能電池測試儀的功能二、實(shí)驗(yàn)容1、光伏電池的開路電壓與短路電流特性測試2、光伏發(fā)電的負(fù)載福安特性測試3、最大輸出功率與光照強(qiáng)度的關(guān)系測試三、實(shí)驗(yàn)儀器太陽能電池板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)線假設(shè)干米尺1條四、實(shí)驗(yàn)原理太陽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)其正向偏壓與

2、通過電流的關(guān)系式為： (1)(1)式中，和是常數(shù)。由半導(dǎo)體理論，二極管主要是由能隙為的半導(dǎo)體構(gòu)成，如圖1所示。為半導(dǎo)體導(dǎo)電帶，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，產(chǎn)生電子和空穴對(duì)。電子和空穴對(duì)會(huì)分別受到二極管之電場的影響而產(chǎn)生光電流。假設(shè)太陽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)電阻與一個(gè)電阻所組成，如下列圖。圖中，為太陽能電池在光照時(shí)的等效電源輸出電流，為光照時(shí)通過太陽能電池部二極管的電流。由基爾霍夫定律得：22式中，I為太陽能電池的輸出電流，U為輸出電壓。由1式可得，3假定和，太陽能電池可簡化為圖所示電路。這里，。在短路時(shí)

3、，；而在開路時(shí)，；44式即為在和的情況下，太陽能電池的開路電壓和短路電流的關(guān)系式。其中為開路電壓，為短路電流，而、是常數(shù)。五、實(shí)驗(yàn)操作開路電壓和短路電流測試實(shí)驗(yàn)1.1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)根本的帶電源、聯(lián)接導(dǎo)體，負(fù)載的電路，如果*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)著太陽能電池組件，翻開光源電源，等光源發(fā)光亮度穩(wěn)定后開場測量。用照度計(jì)測量照射在太陽能電池組件外表的光照度。改變光源和太陽能電池組件之間的距離，測量不同光照強(qiáng)度下太陽能電池組件的輸出電壓，填入下表：光照度L*5

4、4403328242219光生電壓V12.0412.0112.0112.0412.0312.0212.01根據(jù)所測得的數(shù)據(jù)畫折線圖如以下列圖所示：依圖可得，隨著光照強(qiáng)度的變化，該太陽能電池組件的開路電壓根本不變故：V開=12.04+12.01+12.01+12.04+12.03+12.02+12.01/7=12.02V1.2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。短路電流將引起以下嚴(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，必須切除局部用戶。短路時(shí)電壓下降的愈大，持續(xù)時(shí)間愈長，破壞整個(gè)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的可

5、能性愈大。將電流表A直接接在太陽能電池組件的正負(fù)極，紅表筆接正極，黑表筆接負(fù)極。光源的發(fā)光對(duì)著太陽能電池組件，翻開光源電源，等光源發(fā)光亮度穩(wěn)定后開場測量。用照度計(jì)測量照射在太陽能電池組件外表的光照度。改變光源和太陽能電池組件之間的距離，測量不同光照強(qiáng)度下太陽能電池組件的輸出電流，填入下表：光照度L*54403328242219光生電流mA11.8911.7811.7311.7311.8411.8411.82根據(jù)所測得的數(shù)據(jù)畫折線圖如以下列圖所示：依圖可得，隨著光照強(qiáng)度的變化，該太陽能電池組件的短流電流根本不變。故：I短=11.89+11.78+11.73+11.73+11.84+11.84+1

6、1.82/7=11.804mA2、負(fù)載伏安特性測試實(shí)驗(yàn)按照以下列圖所示設(shè)計(jì)測量電路圖，并連接。光源的發(fā)光對(duì)著太陽能電池組件，翻開光源電源，等光源發(fā)光亮度穩(wěn)定后開場測量。將太陽能光伏組件，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。測量過程中輻射光源與光伏組件距離要保持不變，以保證整個(gè)測量過程是在一樣光照強(qiáng)度下進(jìn)展的。填寫下表：電阻K0.650.670.17170.8020.890.9411.151.53光生電壓V5.545.635.936.306.687.068.009.05光生電流mA8.328.268.117.

7、867.507.406.845.86根據(jù)所測得的數(shù)據(jù)畫折線圖如以下列圖所示：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)系按照以下列圖所示設(shè)計(jì)測量電路圖，并連接。將太陽能光伏組件，電壓表，電流表，負(fù)載電阻按圖組成回路，改變太陽能電池板與輻射光源的距離，測量流經(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。測量過程中電阻阻值不變，以保證整個(gè)測量過程是在一樣阻抗下進(jìn)展的。填寫下表：距離M0.51.01.52.02.53.03.5光生電壓V1.181.181.181.181.181.181.18光生電流A11.5611.5411.4911.4411.4511.4311.34根據(jù)所測得的數(shù)據(jù)畫折線圖如以下列圖所示：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、本卷須知1電壓表、電流表的量程必須分別大于太陽能電池板的開路電壓和短路電流。2滑動(dòng)變阻器的阻值圍應(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)定后再測量。4移動(dòng)太陽能電池板時(shí)應(yīng)保持電池板與光源的角度不變。2、誤差分析：2.1 系統(tǒng)誤差：(1).電流表與電壓表阻以及導(dǎo)線阻接觸電阻對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響；(2).因?yàn)閷?dǎo)線的接入