风光互补供电系统中电力的主要来源之一：太阳能组件

自2020年国家推出多项政策推进“碳中和”目标以来，各式各样的小型发电系统开始占据大众的眼球，而根据气象部门的评估显示，我国陆地70米高度的风能可开发量为50亿千瓦，陆地太阳能资源理论储量为1.86万亿千瓦。整体上，我国属于太阳能资源丰富的大国，全国有2/3的地区年辐射量在5000兆焦每平方米以上，在各式各类的发电系统中风光互补供电系统更是脱颖而出。风光互补供电系统主要由风力发电机，太阳能组件，控制器，逆变器和储能模块五大部分组成，本文就带领大家看看风光互补供电系统中电力的主要来源之一—太阳能组件。

全国太阳能资源分布图 来源：中国气象局风能太阳能中心

太阳能组件是一种能够自主发电的半导体产品，主要采用半导体晶硅片构成。半导体晶硅片是熔融的单质硅在低温过冷的条件下凝固时，硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核所形成的。半导体硅片分为多晶硅和单晶硅两种，多晶硅片是由于晶核在长成晶粒的过程中晶面取向各不相同，并最终结合结晶所形成；而单晶硅片则是相反，由晶核在长成晶粒的过程中晶面取向完全相同，并最终结合结晶形成。
多晶硅材料有灰色金属光泽，密度2.32~2.34g/cm3，熔点为1410℃，沸点为2355℃，可溶与氢氟酸和硝酸的混酸中，不溶于水、纯硝酸和盐酸。硬度在锗和石英之间，常温下质脆，切割时易破裂。拥有极其优良的半导体性质，是极为重要的半导体材料，但因为多晶硅片的晶面结构以及内部的微量杂质问题，其导电性遭遇严重影响。故而多晶硅材料虽然被用于制作太阳能板，但发电效率确实不尽人意。

单晶硅材料具有准金属的物理性质，有较弱的导电性，其电导率随温度的升高而逐渐增强；半导体特性极其显著。单晶硅材料如果纯度足够高便可以形成本征半导体，在超纯的单晶硅中掺入微量的硼等ⅢA族元素，可以大幅提高材料的导电程度，从而形成P型硅半导体；如果掺入磷，砷等ⅤA族元素，则可以生成N型硅半导体。与多晶硅相比，单晶硅在力学性质、电学性质、物理属性方面都遥遥领先，并且单晶硅材料的导电能力因为微量元素的加入而大大增强，是的单晶硅成为了现在太阳能板的主流材料。

以单晶硅为主材料制作的太阳能组件因为制作工艺的不同出现了各种各样的类型，如常规太阳能组件，柔性太阳能组件，叠瓦太阳能组件等等。而在这其中最为引人注目的便是叠瓦太阳能组件。

叠瓦太阳能组件是一种由常规太阳能组件演变过来的太阳能发电板，通过改动太阳能组件的电路连接方式，将纯粹的串联电路改动成为串并联电路；并通过特殊的焊接工艺将晶硅片逐个相叠，最终成型。因为在结构上采取了串并联电路，所以叠瓦太阳能组件可以大大减弱热斑效应带来的损伤（注：热斑效应指的是当太阳能组件在发电时被阴影覆盖，会导致阴影区被当做负载端，从而造成发电异常，发电效率急剧减弱，电阻急剧增大，温度极速上升进一步损坏太阳能组件）。以下小编用300W的叠瓦太阳能组件（左）和300W的常规太阳能组件（右）做一个对比：

通过对比不难看出，叠瓦太阳能组件相较于传统太阳能组件，不仅在工作电压和组件效率上更加好，在尺寸面积和重量方面更是缩小了将近四分之一；这使得原来仅能安装4块太阳能组件的空间如今可以安装5块，相当于凭空多出300W的发电功率。由此可见叠瓦太阳能组件相比于传统太阳能组件用于巨大的优势。

在单晶硅太阳能组件中还有一种特殊类型的组件——柔性太阳能组件，这种类型的太阳能组件在架构上抛弃了玻璃外壳，使得组件整体重量极轻且可以轻微弯折，在运输和使用时都极其方便。但是由于没有玻璃外壳的保护，整个太阳能组件极易因外在因素而损坏，并且有极大的隐裂风险；又因为柔性太阳能组件的晶硅片外层多增加了一层EVA热熔胶，导致阳光折射率降低，从而使得光电转化率远不如常规的太阳能组件，故该类型组件使用较少。

到这里，太阳能组件的相关知识就已经浅谈完了，如果您觉得文章对您有所帮助或者有其他疑问需要解答的话，不妨扫描下方的二维码关注一下或者拨打相关工作人员的电话咨询，小编这里24小时在线，随时为您答疑解惑。下期小编将带领大家去看一看风光互补系统在路灯方面的应用与现场施工的真实样子吧，我们下期不见不散！

审核编辑：符乾江