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光伏组件能吸收多少太阳能?
发表于:2018-12-24 09:52:00
来源:刘继茂
 太阳能到达地球大气层上界,大约是每平方米的功率为1367W,目前光伏组件效率最高的产品约为21%,也就是说一平方米最大能产生的最大功率是210W,这中间的1157W能量哪去了。

1、有一半被大气层吸收和反射

地球上空有数千公里的大气层,分为对流层、平流层、中间层、热层和外逸层,太阳约有30%的能量会反射到太空,约有19%的能量被云层和大气吸收,变成风雷雨电,到达地球表面的约占51%。也就是说,太阳能到达地球表面,每平方米的平均功率约为690W,组件的标准测试条件是每平方米辐照度为1000W,大部分地方的光照都达不到这个条件,当然也在少数地方,在某个特定的时刻辐照度可能超过1000W。


2、电池组件吸收可见光部分能量

太阳光的光谱知识:太阳光是由连续变化的不同波长的光混合而成,包含了各种波长的光:红外线、红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫、紫外线等,其中由红、橙、黄、绿、靛、蓝、紫是可见光,人眼可见。其中辐射能量最大的区域在可见光部分,占到大约48%,紫外光谱区的辐射能量占到约8%,红外光谱区的辐射能量占到约44%,在整个可见光谱中,最大能量在波长0.475μm 处,太阳能电池只能吸收部分的能量,转化为电能,紫外光谱区不能进行能量变换,红外光谱区过长的长波只能转换为热量。


目前组件只能吸收约可见光部分的能量,如果都能吸收,最大效率可达48%左右,但没有哪一种技术的电池带宽能做到这么宽,当禁带宽度在1.0~1.6eV时 ,电池片的最大转换效率在44%以下,预测晶硅电池的极限效率是29%,2017年3月,日本化学制造公司开发出转化率为26.3%的晶硅太阳能电池。

3、组件封装损失

封装成组件后,由于组件面积大于电池总面积,约损失了2个百分点的全面积效率;其次,由于光伏玻璃的透光吸收损失了0.5个百分点;EVA胶膜透光吸收损失0.5个百分点;第三,互联条/汇流引出条的电阻损失1个百分点。总共损失了约4个百分点。随着组件技术不断发展,现在推出多主栅电池组件,双玻无铝边框组件,MWT背接触无主栅电池组件,可以把组件封装损失降低到1%以下。

刘继茂  

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