太陽(yáng)能電池板基礎(chǔ)知識(shí)

　　就一定量的光能和工作條件而言，太陽(yáng)能電池板在某一特定輸出電壓上產(chǎn)生峰值輸出功率。圖 1 所示為由 72 節(jié)電池組成的太陽(yáng)能電池板在電池板溫度為 60ºC 時(shí)的特性。虛線(xiàn)代表電池板的 I-V 曲線(xiàn)，X 軸表示電池板電壓。實(shí)線(xiàn)表示當(dāng)電池板電壓從 0V 變化到電池板開(kāi)路電壓時(shí)電池板產(chǎn)生的輸出功率，電池電壓變化是用簡(jiǎn)單的負(fù)載箱實(shí)現(xiàn)的。就此處所述這一特定情況而言，最大功率點(diǎn)在 32V，該電池板可提供 140W 功率。如果允許電池板溫度變化，在真實(shí)情況中這當(dāng)然是允許的，那么最大功率點(diǎn)可能在大熱天的 28V 到寒冷冬天的 44V 之間變化。

　　很多較簡(jiǎn)單的太陽(yáng)能充電系統(tǒng)將電池板電壓工作點(diǎn)設(shè)定為固定值。在上述特定電池板情況下，這類(lèi)較簡(jiǎn)單的系統(tǒng)會(huì)將電池板工作點(diǎn)設(shè)定到 32V，以在給定溫度時(shí)抽取最大功率，而這例子的溫度為 60ºC。不過(guò)，當(dāng)電池板溫度變化時(shí)，會(huì)浪費(fèi)大量功率，因?yàn)殡姵匕宀辉僭谡嬲淖畲蠊β庶c(diǎn)上工作了。在這類(lèi)情況下，可能浪費(fèi) 20% 至 30% 以上的可用功率。

　　使情況變得更糟的是，按照已實(shí)行的安全標(biāo)準(zhǔn)，大多數(shù)電池板必須在太陽(yáng)能電池陣列中裝上旁路二極管。這么做的原因是，當(dāng)部分電池板被遮住而得不到太陽(yáng)光照射，而其他部分得到充足陽(yáng)光照射時(shí)，太陽(yáng)能電池板有一些特定表現(xiàn)。這時(shí)，被遮住的太陽(yáng)能電池是反向偏置的，但其中仍然有很大的電流流過(guò)，因?yàn)槠渌玫匠渥愎庹盏碾姵卣谔峁╇娏鳌１徽谧〉碾姵販囟瓤赡苌仙?，這有可能造成火災(zāi)。為了幫助降低火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，制造商在電池板各處都放置了旁路二極管。圖 2 顯示，在上述 72 節(jié)電池的太陽(yáng)能電池板上，旁路二極管是怎樣放置的。

　　由于電池板中存在旁路二極管，當(dāng)部分電池板被遮擋時(shí)，就可能出現(xiàn)復(fù)雜的功率電壓特性。圖 3 顯示了這種情況，其中出現(xiàn)了兩個(gè)局部最大功率點(diǎn)，一個(gè)在 21V 電壓處，另一個(gè)在 37V 電壓處。如果采用前述簡(jiǎn)單的 32V 功率點(diǎn)設(shè)定方法，那么可獲得 79.4W 功率，而不是在真正最大功率點(diǎn) 21V 上可獲得的 90.1W。這表明，在這種情況下?lián)p失了 13.5% 的功率。顯然，可跟蹤真正最大功率點(diǎn)并在其上工作的系統(tǒng)會(huì)有卓越功率表現(xiàn)。