绪论
实验目的
本实验课程的目的， 旨在通过课内实验教学， 使学生掌握太阳能发电技术方 面的基本实验方法和实验技能， 帮助和培养学生建立利用所学理论知识测试、 分 析和设计一般光伏发电电路的能力， 使学生巩固和加深太阳能发电技术理论知识， 为后续课程和新能源光伏发电技术相关专业中的应用打好基础。
实验前预习
每次实验前，学生须仔细阅读本实验指导书的相关内容， 明确实验目的、 要 求；明确实验步骤、测试数据及需观察的现象； 复习与实验内容有关的理论知识； 预习仪器设备的使用方法、 操作规程及注意事项； 做好预习要求中提出的其它事 项。
注意事项
1、实验开始前，应先检查本组的仪器设备是否齐全完备，了解设备使用方 法及线路板的组成和接线要求。
2、实验时每组同学应分工协作，轮流接线、记录、操作等，使每个同学受 到全面训练。
3、接线前应将仪器设备合理布置，然后按电路图接线。实验电路走线、布 线应简洁明了、便于测量。
4、完成实验系统接线后，必须进行复查，按电路逐项检查各仪表、设备、 元器件的位置、极性等是否正确。确定无误后，方可通电进行实验。
5、实验中严格遵循操作规程， 改接线路和拆线一定要在断电的情况下进行。
绝对不允许带电操作。如发现异常声、味或其它事故情况，应立即切断电源，报 告指导教师检查处理。
6、测量数据或观察现象要认真细致，实事求是。使用仪器仪表要符合操作 规程，切勿乱调旋钮、档位。注意仪表的正确读数
7、未经许可，不得动用其它组的仪器设备或工具等物。
8、实验结束后，实验记录交指导教师查看并认为无误后，方可拆除线路。
最后，应清理实验桌面，清点仪器设备。
9、爱护公物，发生仪器设备等损坏事故时，应及时报告指导教师，按有关 实验管理规定处理。
10、自觉遵守学校和实验室管理的其它有关规定。
实验总结
每次实验后，应对实验进行总结，即实验数据进行整理，绘制波形和图表，
分析实验现象，撰写实验报告。实验报告除写明实验名称、日期、实验者姓名、 同组实验者姓名外，还包括：
1．实验目的；
2．实验仪器设备（名称、型号）；
3．实验原理；
4．实验主要步骤及电路图；
5．实验记录（测试数据、波形、现象）；
6．实验数据整理（按每项实验的 "实验报告要求 "进行计算、绘图、误差分 析等）；
7．回答每项实验的有关问答题。
五、实验面板
五、实验面板
B I 刚 I 5 l~888
蓄电池卓压表 蒂宙池电潦表 逆变器电压表 連变器电涯表
光伏组件B I壬住I负我电压B I師］蓟载电潦北优@? ?@输出?di ? -i—?O沁
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12VLED
光伏组件
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AC220V
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图1实验面板
在图1实验面板上端子共计27个，开关共计12个，交流三孔插座2个，DC12V 灯1个，总电源1个，总电源指示灯1个，直流稳定电源1 个, AC220V丁 1个， 滑动电阻器1个，控制器开关1个，DC数字电流表3个，DC数字电压表3个， AC数字电压和电流各1 个, AC机械电压表和电流表分别1个，1个可调电位器。
其中一个交流三孔插座是外部 220V电压提供的，而在实验面板上的一个是逆变 器提供的。
面板上红端子表示正，黑端子表示负。
在实验面板（光伏组件模块）的左下侧是可调电位器。
其中3, 4, 5是滑动电阻器的端子，在它们正下方是滑动电阻器的调旋钮。
直流稳定电源相当于蓄电池充电器，它可以直接给 DC12V铅酸蓄电池充电。
其中12和24是串接；13和25是串接；14和15是串接；16和17是串接； 20和22是串接；21和23是串接。
注意：1、两个光伏组件串联是组成 DC24V，两个光伏组件并联是组成 DC12V；
2、禁止光伏组件直接接到逆变器上。
实验一 太阳能电池光伏系统直接负载特
性实验及太阳能电池发电原理实验
I、实验目的
1、 加深对太阳能光伏组件原理理解及制做过程
2、 光伏组件的伏安特性测量
U、实验原理
1、太阳能电池板是半导体PN结接受太阳光照产生光生电势效应， 将光能变 换为电能的变换器。当太阳光照射到具有 PN结的半导体表面，P区和N区中的 价电子受到太阳光子的冲激，获得能量摆脱共价键的束缚产生电子和空穴多数载 流子和少数载流子，被太阳光子激发产生的电子和空穴多数载流子在半导体中复 合，呈现导电作用。在 PN结附近P区被太阳光子激发产生的电子少数载流子受 漂移作用到达N区，同样，PN结附近N区被太阳光子激发产生的空穴少数载流 子受漂移作用到达P区，少数载流子漂移对外形成与 PN结电场方向相反的光生 电场，一旦接通负载电路便有电能输出。
图1-1比较清楚地描述了光伏电池的电势是 PN结附近由太阳光子激发的电 子和空穴少数载流子通过漂移形成的， PN结附近的电子和空穴少数载流子通过
漂移，电子流向N区，空穴流向P区。从外电路来看，P区为正、N区为负，如 果接入负载，N区的电子通过外电路负载流向 P区形成电子流，进入P区后与空 穴复合。我们知道，电子流动方向与电流流动方向是相反的， 光伏电池接入负载 后，电流是从电池的P区流出，经过负载流入 N区回到电池。
太阳光线上电极X型硅PN
太阳光线
上电极
X型硅
PN结
P型健
下电极
图1-1太阳电池结构原理
2、晶体硅太阳电池的制作过程："硅"是我们这个星球上储藏最丰富的材料之一 自从上个世纪科学家们发现了晶体硅的半导体特性后， 它几乎改变了一切，甚至 人类的思维，20世纪末，我们的生活中处处可见"硅"的身影和作用，晶体硅太阳 电池是近15年来形成产业化最快的。生产过程大致可分为五个步骤：a）提纯过程 b）拉棒过程c）切片过程d）制电池过程e）封装过程.如下图1-2所示：
图1-2 晶体硅太阳电池的制作过程
3、图1-3是光伏电池受光线照射引起光生电势的示意图，①是光伏电池表面被 反射的光线；②是太阳光子进入光伏电池表面，激发产生的电子和空穴在没有到 达PN结时被复合；③是太阳光子到达PN结附近，激发产生的电子和空穴少数载 流子在PN结漂移的作用下，产生光生电势；④是太阳光子到达光伏电池深处， 远离PN结，激发产生的电子和空穴在没有到达 PN结时被复合，与②情况类似； ⑤是被光伏电池吸收，能量较小不能激发电子和空穴的太阳光子；⑥是被光伏电 池吸收且透射的光子。
图1-3 太阳光照射半导体产生电子和空穴的示意图
川、实验装置和仪器
1、 光伏发电实验系统1台
2、 导线若干
3、 自备万用表
W、实验内容
1、实验前准备
①模拟灯固定在实验台左侧，灯头部位在光伏组件的左前方，保持适当的距离;
（注：禁止模拟灯贴在光伏组件上）
检查开关位置是否处于关闭状态（即“ 0”的位置）；
总电源插座插入220V 50HZ的市电；
观察数字仪表是否有显示，电源指示灯是否显示。
2、光伏组件伏安特性曲线测试
根据图1-4接线，端子“ 1”接“ 18” , “ 19”接“4”，“2”接“3”或“5”，
负载取DC12VLE灯和滑动电阻器R （从470至0Q）,
测量相应的电压V和电流I，记录两表的读数，并绘制出I/V曲线。
太阳 能电
f! \
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池极
7
*
图1-4
U (V)
I (A)
V、注意事项
1、 实验中模拟灯光不可近距离靠近光伏组件，以免光伏组件温度过高
2、 导线连接时，注意正极与负极，避免接反。
3、 导线拔插时，插接端不要碰及测试面板，以免引起线路短路。
4、 导线拔插时，端子间不要互相接触，以免引起线路短路。
5、 交流电输入和输出端防止触电。
切、预习思考题
1、 PN结电子的转移与波长存在什么样的关系？
2、 太阳能电池发出的电为什么不能直接接交流负载？
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