光伏發(fā)電實驗報告

1、-. z.太陽能電池板伏安特性測試實驗報告學(xué)院：機電工程學(xué)院專業(yè)：電子科學(xué)與技術(shù)年級： 09 *：吳福川*： 091203025 指導(dǎo)教師：銀春一、實驗?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、實驗容1、光伏電池的開路電壓與短路電流特性測試2、光伏發(fā)電的負載福安特性測試3、最大輸出功率與光照強度的關(guān)系測試三、實驗儀器太陽能電池板1套光源1套萬用表2臺光照度計1臺可調(diào)電阻2個蓄電池1臺導(dǎo)線假設(shè)干米尺1條四、實驗原理太陽能電池在沒有光照時其特性可視為一個二極管，在沒有光照時其正向偏壓與

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)體價電帶。當入射光子能量大于能隙時，光子會被半導(dǎo)體吸收，產(chǎn)生電子和空穴對。電子和空穴對會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、一個理想二極管、一個并聯(lián)電阻與一個電阻所組成，如下列圖。圖中，為太陽能電池在光照時的等效電源輸出電流，為光照時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

3、，；而在開路時，；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、實驗操作開路電壓和短路電流測試實驗1.1開路電壓電池不放電時，電池兩極之間的電位差被稱為開路電壓。一個根本的帶電源、聯(lián)接導(dǎo)體，負載的電路，如果*處開路，斷開兩點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極，紅表筆接正極，黑表筆接負極。光源的發(fā)光對著太陽能電池組件，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誤而在電路中造成短路時所產(chǎn)生的過電流。短路電流將引起以下嚴重后果：短路電流往往會有電弧產(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。短路時電壓下降的愈大，持續(xù)時間愈長，破壞整個電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的可

5、能性愈大。將電流表A直接接在太陽能電池組件的正負極，紅表筆接正極，黑表筆接負極。光源的發(fā)光對著太陽能電池組件，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、負載伏安特性測試實驗按照以下列圖所示設(shè)計測量電路圖，并連接。光源的發(fā)光對著太陽能電池組件，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，以保證整個測量過程是在一樣光照強度下進展的。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，在光照強度保持不變的情況下，隨著負載電阻阻值的增大，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度的關(guān)系按照以下列圖所示設(shè)計測量電路圖，并連接。將太陽能光伏組件，電壓表，電流表，負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，以保證整個測量過程是在一樣阻抗下進展的。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，在保持負載電阻阻值不變的情況下，改變光照強度，光生電壓和光生電流都保持不變六、實驗總結(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滑動變阻器的阻值圍應(yīng)為50歐姆左右。3實驗時應(yīng)該等光源發(fā)光亮度穩(wěn)定后再測量。4移動太陽能電池板時應(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)線阻接觸電阻對實驗的影響；(2).因為導(dǎo)線的接入