太陽能光伏發(fā)電原理與應(yīng)用實驗報告

1、太陽能光伏發(fā)電原理與應(yīng)用實驗報告課題名稱:專業(yè)班級:學(xué)生學(xué)號:學(xué)生姓名:學(xué)生成績:指導(dǎo)教師:課題工作時間:太陽能光伏發(fā)電原理與應(yīng)用實驗12級應(yīng)用光電子 0110胡超劉國華至實驗一、太陽輻射能的測量F表是針對武漢市的日照情況，記錄武漢市的某一天某一時段（每兩分鐘記錄一次）的太陽輻射強(qiáng)度:太陽輻射監(jiān)測系統(tǒng)時間瞬時值累計值總輻射散射輻射直接輻射反射輻射凈全輻射總輻射散射輻射直接輻射反射輻射凈全輻射10:065381134364111210:08404105298327710:10449993473126810:12416973043324610:146451185254934710:16198105

2、572410510:185491074254232610:206101114854532910:226311085135030410:246191084934528410:264651033103919410:286531094024726410:306901113374826310:326931133184724910:346531152144821910:367131181765314510:3857511192448910:40717115534490根據(jù)表格數(shù)據(jù)用MATLA分別作出各輻射瞬時值、累計值與時間的關(guān)系曲線如下:U6直掘削MrMfi寫訂日：杲牛由莎10 15101D.251C

3、 J10 3SD7 0IFa.b«§木使跑a& o-cla分析：由兩個圖像均可知總輻射散射輻射 +直接輻射，總輻射與凈輻射與反射輻射之和有一定差值，差值應(yīng)是有效輻射，某時刻輻射累計值=120秒X （此時刻輻射瞬時值+上一時刻輻射瞬時值）/2.由于天氣原因，儀器誤差以及人為所 致誤差，致使實驗數(shù)據(jù)不是很理想，太陽輻射值的采集應(yīng)選擇天氣較好， 陽光明 媚的日子。結(jié)論：總輻射散射輻射+直接輻射，總輻射與凈全輻射和反射輻射之和的 差值為地面的有效輻射。實驗二：太陽能電池基本特性的測量1下表為無光照條件下測量太陽能電池正向偏壓時的I-U特性U1 (v)12U2 (mv)174

4、236I (卩 A)174236ln(I)分析：由圖像可知Ini與電壓呈線性變化，斜率為即3=,由兩線重合點(,) 帶入公式Ini3u lnl0算出In I0 =,即卩10 = A2.下表為太陽能電池在光照時改變阻值電壓隨電流變化阻值kQ100806040201086421電壓u(v)電流I(mA)功率P(mw)根據(jù)上表數(shù)據(jù)應(yīng)用MATLA分別作出電流隨電壓變化曲線、電阻功率隨電流變化曲線如下:lu曲線3.5丫 :擬合后曲線5 2 5 15210 Amr流電中路電* y:原始數(shù)據(jù)點0.511.522.533.544.55電阻兩端電壓u(V)PR曲線)w mP(率 功 出 輸87654321Y :

5、擬合后曲線 y:原始曲線0102030405060708090100電阻箱阻值R(k Q)0分析：由lU曲線得知電流隨電壓的增加而減小，斜率逐漸變大即減小速率 變大兩截距得出短路電流lsc=,U°c=，由PR曲線得出最初功率隨阻值增加而變 大達(dá)到峰值后，再根據(jù)電阻增加而減小，可知最大輸出功率Pm=,對應(yīng)的電阻值R=Q,計算太陽能電池重要參數(shù)填充因子 FF=Pm/ ( Isc Uoc) =x =結(jié)論：電流隨電壓增大而減小，而減小的速率在增大，功率隨阻值的增加先 增大后減小，期間有一峰值。3.太陽能電池短路電流Isc和開路電壓Uoc與相對光強(qiáng)J/J0的關(guān)系J(m w)J00.984J/J

6、01Isc(mA)8Uoc(V)由表中數(shù)據(jù)應(yīng)用MATLAB分別作出短路電流Isc與相對光強(qiáng)J/J0的 曲線，開路電壓Uoc與相對光強(qiáng)J/J。的曲線如下：丫 ：擬合后曲線 y:原始曲線lscJ/Jo 曲線CSAm ( I流電路短 XI4 31.11.21.31.41.51.61.71.8相對光強(qiáng)J/Jo74壓電路開6444di11LIl*丫:擬合后曲線占 y:原始數(shù)據(jù)點1rrrrrUosJ/J0 曲線1.11.21.31.41.51.61.71.8相對光強(qiáng)J/Jo分析：由lscJ/Jo曲線圖像可知：短路電流隨相對光強(qiáng)的增加即光強(qiáng)的增加，逐漸增加，且增加速率也逐漸變大。由 U°cJ/Jo

7、曲線圖 像可知：開路電流隨相對光強(qiáng)的增加即光強(qiáng)的增加，且變化幾乎成線性。結(jié)論：光照越強(qiáng)，太陽能電池產(chǎn)生的電壓越大，進(jìn)而導(dǎo)致電路中 電流變大。實驗三：太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)實驗由實驗測得數(shù)據(jù)如下：太陽能正極輸入電壓u二；蓄電池輸入u二；交流輸出u =實驗四：太陽能電池綜合特性的測量1太陽能電池暗特性測試在無光照條件下在太陽能電池加-30V30V偏壓，測試太陽能電 池兩端的電壓和通過太陽能電池的電流數(shù)值記錄于下表U(V)-30-27-24-21-18-15-12-9-6-30u(V)-6-30I(mA)0U(V)036912151821242730u(V)0I(mA)0根據(jù)上表數(shù)據(jù)應(yīng)用 MATLAB分

8、別作出-30V30V偏壓下的IV特性曲線，只在正向偏壓下的IV特性曲線如下：m l（ 值 流 電Y：擬合后曲線y:原始曲線L11-r-1252015105-5匚1匚-30-20-100 10 2030太陽能兩端電壓（v）太陽能電池正偏壓暗特性曲線30 lI擬合后曲線十原始數(shù)據(jù)點2520100 1100.511.5T1-iKr22.533.544.5太陽能電池兩端偏壓（V）分析：根據(jù)兩張曲線圖，得知電流值隨電壓的增加而升高，且增加速率隨電0.90.8m（ 值 流 電0.70.60.50.40.51.522.53太陽能電池兩端電壓（V）3.5壓的增加而增加，即電阻在減小，正偏電壓下比反偏電壓增加的

9、更快。結(jié)論：太陽能電池的暗電阻在反偏電壓下很大，且變化緩慢，而在正偏電 壓下較小，且減小的較快。2.太陽能電池光照特性測試不加濾波片，有光照最強(qiáng)下，改變阻值，電壓及電流的變化記錄于下表：阻值 (k Q)12345678910u(V)I(mA)根據(jù)上表數(shù)據(jù)應(yīng)用MATLAB作太陽能光照時lV特性曲線如下太陽能電池光照時IV特性曲線擬合后曲線 十原始數(shù)據(jù)點分析：由IV特性曲線可知電壓在增加時，電流減小，且減小速率在增加。然 而電阻變大時，其兩端電壓增加，電流減小，電阻呈線性變化，其曲線應(yīng)是一條 斜率不變的直線，而現(xiàn)在斜率變大，證明此時太陽能電池光電阻值隨電壓的增加 而增加的結(jié)論：太陽能電池的光電阻隨

10、所加電壓增加而減小，成反比。3不加濾波片，有較低光照，改變阻值，電壓及電流的變化記錄于下表:阻值(k Q)12345678910u(V)l(mA)根據(jù)上表數(shù)據(jù)結(jié)合2最強(qiáng)光照下的數(shù)據(jù)應(yīng)用 MATLAB作兩條VR曲線于一圖如下：不同光強(qiáng)VR曲線3.5最大光強(qiáng) 較低光強(qiáng)5 2 5 15210 b壓電端兩池電能陽太12345678910電阻值R(k Q)分析：由兩條曲線均可知對電阻增加，負(fù)載兩端的電壓是增加的，線性增加 的電阻，其電壓并不是線性增大，而是變緩增加，可知太陽能電池內(nèi)電阻也在負(fù) 載增加的同時增加，而不同光強(qiáng)下的太陽能電池增加的速率也不同，光照越強(qiáng)， 斜率逐漸減小的越快，增加速率減小的越快，即太陽能電池的電阻增加速率增加 越快。結(jié)論：光照越強(qiáng)，太陽能電池的增大速率越快。4加濾波片（577nm）,光照最強(qiáng)時，改變阻值，電壓及電流的變化電阻(k Q)12345678910u(V)I(mA)記錄于下表:根據(jù)上表數(shù)據(jù)應(yīng)用MATLAB作出lV特性曲線如下:加載濾色片（577nm ）在最強(qiáng)光強(qiáng)時的IV特性曲線0.50.450.4 -擬合后直線 原始數(shù)據(jù)點m|（值流電0.350.30.250.20.40.60.811.21.41.61.822.22.4太陽能電池兩端電壓值(V)分析：由以上曲線可