太陽(yáng)能電池的特性測(cè)量與應(yīng)用

(哈爾濱工程大學(xué) 物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心)

太陽(yáng)能電池的特性測(cè)量與應(yīng)用

(哈爾濱工程大學(xué) 物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心)

1 主要內(nèi)容

由太陽(yáng)能電池封裝成太陽(yáng)電池組件，再按需要將1塊以上的組件組合成一定功率的太陽(yáng)電池方陣，經(jīng)與儲(chǔ)能裝置、測(cè)量控制裝置及直流-交流變換裝置等相配套，即構(gòu)成太陽(yáng)電池發(fā)電系統(tǒng)，也稱之為光伏發(fā)電系統(tǒng)(圖1).

圖1 實(shí)驗(yàn)裝置圖

開設(shè)該實(shí)驗(yàn)的目的是讓學(xué)生掌握太陽(yáng)能電池的特性，了解太陽(yáng)能電池的應(yīng)用，通過(guò)具體的應(yīng)用設(shè)計(jì)，提高學(xué)生的興趣. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(3學(xué)時(shí))包括：

1)測(cè)量不同照度下太陽(yáng)能電池的伏安特性、開路電壓U0和短路電流Is；

2)在不同照度下，測(cè)定太陽(yáng)能電池的輸出功率P和負(fù)載電阻R的函數(shù)關(guān)系；

3)確定太陽(yáng)能電池的最大輸出功率Pmax以及相應(yīng)的負(fù)載電阻Rmax和填充因數(shù)；

4)測(cè)量太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率；

5)太陽(yáng)能電池的應(yīng)用設(shè)計(jì).

2 創(chuàng)新點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)儀器由中心自行研制，具有分立式、模塊化的特點(diǎn). 由學(xué)生自己組裝，自己連接，自己調(diào)試. 太陽(yáng)能電池作為光電轉(zhuǎn)換器件，人們最關(guān)心的是光電轉(zhuǎn)換效率，即有多少光能轉(zhuǎn)換為電能，國(guó)內(nèi)同類的儀器測(cè)量的結(jié)果不是偏大到40%，就是偏小到10%以下，我們很好地解決了這一問(wèn)題，測(cè)量值為16%～20%.

3 主要成效

通過(guò)該實(shí)驗(yàn)，增加了學(xué)生對(duì)太陽(yáng)能電池特性的認(rèn)識(shí)和理解，增加了學(xué)生動(dòng)手和思考的機(jī)會(huì)，通過(guò)應(yīng)用設(shè)計(jì)，啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí). 學(xué)過(guò)實(shí)驗(yàn)后，可以擴(kuò)展設(shè)計(jì)太陽(yáng)能臺(tái)燈、太陽(yáng)能充電器、太陽(yáng)能溫度計(jì)和太陽(yáng)能溫度報(bào)警器；也可以作為電表的改裝與校準(zhǔn)、自組電橋測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)的太陽(yáng)能電源.該儀器已被國(guó)內(nèi)10多所高校使用，反饋效果良好.

(執(zhí)筆：孫晶華)