PV組件的工作溫度是PV組件產(chǎn)生的熱與向周圍環(huán)境散發(fā)的熱之間的平衡。熱散發(fā)的三個主要的方式:傳導、對流和輻射。組件測試儀可進行才部位的具體數(shù)據(jù)
在整個組件從電池片焊接開始就會存在隱裂問題,如不能提前發(fā)現(xiàn),隱裂材料制造出來的組件將會造成非常大的損失,EL檢測儀就是在這一個過程中進行內部缺陷的測試,包含虛焊,斷柵,隱裂,低效率片,邊緣漏電,過刻等問題
PV組件的工作溫度是PV組件產(chǎn)生的熱與向周圍環(huán)境散發(fā)的熱之間的平衡。
熱傳導
傳導熱的散發(fā)是由于在PV組件與其它與PV組件接觸的材料(包括周圍的空氣)之間的溫度梯度。PV組件傳輸熱到周邊的能力用熱阻和用于封裝太陽電池材料的結構來表示。
傳導熱流類似與電路中傳導電流。在傳導熱流中,溫度差是具有確定熱阻的材料中傳導熱流的驅動力。同樣,在具有給定電阻材料的電路中,電壓差引起電流的流動。因此,由一個方程給出的溫度和熱之間的關系類似于跨過電阻的電壓與電流的關系。假定材料是均勻的,并且是處于恒穩(wěn)態(tài),熱傳輸和溫度之間關系的方程給出為:
這里:
Pheat 是PV組件產(chǎn)生的熱量(見PV組件的熱產(chǎn)生);
F 是發(fā)射表面的熱阻,單位是℃W-1;
DT 是兩種材料之間的溫度差,單位是℃。
組件的熱阻依賴于材料的厚度和它的熱阻系數(shù)(或者熱導系數(shù))。熱阻相似于電阻,并且熱阻方程是:
這里:
A 是導熱表面的面積;
l 是熱必須傳導的材料的長度;
k 是熱導系數(shù),單位是Wm-1℃-1。
要確定更復雜結構的熱阻,將獨立的可以并聯(lián)或者串聯(lián)的熱阻累加在一起。例如,因為組件的前表面和背表面都從組件向周圍傳導熱,兩個機制相互并行并且前表面和背表面的熱阻是并聯(lián)的。組件中密封劑的熱阻和玻璃的熱阻應該是串聯(lián)加入的。后面表示的一個簡單的PV組件熱阻的圖表忽略了框架和邊緣的傳導。
對流
對流熱傳輸產(chǎn)生自當一個材料在另一個材料的表面上移動并通過該表面?zhèn)魉蜔徇h離這個表面。在PV組件中,熱對流傳輸是由于風刮過組件的表面。由這個熱傳輸過程給出的方程是:
這里:
A 是兩個材料接觸的面積;
h 是對流傳熱系數(shù),單位是Wm-2℃-1;
DT 是兩種材料之間的溫度差,單位是℃。
不像熱阻,直接計算h是困難的。對于實際的系統(tǒng)或者條件,通常是經(jīng)驗地確定參數(shù)。
輻射
PV組件傳輸熱到周圍的環(huán)境的最終的方法是輻射。如在黑體輻射一節(jié)中討論的一樣,任何物體都基于它的溫度發(fā)射輻射。黑體發(fā)射的功率密度由下方程給出:
這里:
P 是PV組件產(chǎn)生的熱功率;
s 是Stafan-Boltzmann常數(shù),給出在常數(shù)一節(jié);
T 太陽電池的溫度,單位是K。
但是,PV組件不是理想的黑體。要說明非理想黑體,黑體輻射方程要修改,要包括一個稱做材料或者物體發(fā)射率的參數(shù)ε。一個黑體,是一個完美的能量發(fā)射體(或者吸收體),發(fā)射率是1。一個物體的發(fā)射率通常可以通過測量吸收特性得到,兩者通常是非常相似的。例如金屬,趨向于減少吸收,發(fā)射率也很低,通常是在0.03范圍之內。在表面發(fā)射功率密度的方程中,包括發(fā)射率,給出:
這里:
e 是表面的發(fā)射率;
其它參數(shù)與上述相同。
由于輻射從組件發(fā)散的凈功率或能量,是從環(huán)境發(fā)射到組件上的熱量和從組件發(fā)射到環(huán)境中的熱量的差,數(shù)學方程是: mathematical format:
這里:
Tsc 是太陽電池的溫度;
Tamb 是太陽電池周圍環(huán)境的溫度;
其它的參數(shù)與上述的相同。
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