太陽能電板方陣稱作光伏陣列（或）。太陽能電板方陣是為滿足高電流、大功率的發(fā)電要求，由若干個太陽能電板組件通過串并聯(lián)聯(lián)接，并通過一定的機(jī)械方法固定組合在一起的。除太陽能電板組件的串并聯(lián)組合外，太陽能電板方陣還須要防反充（防逆流）晶閘管、旁路晶閘管、電纜等對電瓶組件進(jìn)行電氣聯(lián)接，還須要配備專用的、帶避雷器的直流接線箱。有時為了避免鳥糞等浸蝕太陽能電板方陣表面而形成“熱斑效應(yīng)”，還要在方陣頂端安裝驅(qū)鳥器另外電瓶組件方陣要固定在支架上，支架要有足夠的硬度和撓度，整個支架要牢靠的安裝在支架基礎(chǔ)上。1．太陽能電板組件的熱斑效應(yīng)該太陽能電板組件或某一部份表面不清潔、有灼傷或則被鳥糞、樹葉、建筑物陰影、云層陰影覆蓋或遮擋的時侯，被覆蓋或遮擋部份所獲得的太陽能幅射會降低，其電瓶片輸出功率自然減少，相應(yīng)組件的輸出功率也急劇增加。因為被遮擋的面積與輸出功率不是線性關(guān)系，所以就算一個組件中只有一個電板片被覆蓋，整個組件的功率也會大幅度增加。倘若被遮擋部份只是方陣組件串的并聯(lián)部份，這么問題還比較簡單，只是該部份輸出的發(fā)電電壓會降低，倘若被遮擋部份只是方陣組件串的串聯(lián)部份，則問題較為嚴(yán)重，一方面會使整個組件的輸出電壓降低為該被遮擋部份的電壓，另一方面被遮擋的電瓶片除了不能發(fā)電，都會被當(dāng)做負(fù)載消耗其他有光照的太陽能電板組件的能量，常年遮擋會造成局部反復(fù)過熱。
在一定條件下，一串聯(lián)大道中被遮蔽的太陽電瓶組件，將被當(dāng)成負(fù)載消耗其他有光照的太陽電瓶組件所形成的能量。被遮蔽的太陽電瓶組件此時將會發(fā)熱，這就是熱斑效應(yīng)。有光照的太陽電瓶組件所形成的部份能量或所有能量，都可能被遮蔽的電瓶所消耗。“熱斑效應(yīng)”的破壞力?熱斑效應(yīng)會使焊點溶化，破壞封裝材料(如無旁路晶閘管保護(hù))，甚至?xí)拐麄€方陣失效。導(dǎo)致熱斑效應(yīng)的癥結(jié)是有某些壞電瓶的混進(jìn)、電極焊片漏光、電池由裂縫演化為破碎、個別電瓶特點變壞、電池局部遭到陰影遮擋等。；因為局部陰影的存在，太陽電瓶組件中個別電瓶單片的電壓、電壓發(fā)生了變化。其結(jié)果使太陽電瓶組件局部電壓與電流之積增大，因而在這種電瓶組件上形成了局部溫升。太陽能電板方陣的聯(lián)接有串聯(lián)、并聯(lián)和串、并聯(lián)混和幾種方法。當(dāng)每位單體的電瓶組件性能一致時，多個電板組件的串聯(lián)聯(lián)接，可在不改變輸出電壓的情況下，使方陣輸出電流成比列的降低：組件并聯(lián)聯(lián)接時，則可在不改變輸出電流的情況下，使方陣的輸出電壓成比列的降低；串、并聯(lián)混和聯(lián)接時，即可降低方陣的輸出電流，又可降低方陣的輸出電壓。并且，組成方陣的所有電瓶組件性能參數(shù)不可能完全一致，所有的聯(lián)接線纜、插頭插頭接觸內(nèi)阻也不相同，于是會導(dǎo)致各串聯(lián)電瓶組件的工作電壓受限于其中電流最小的組件；而各并聯(lián)電瓶組件的輸出電流又會被其中電壓最低的電瓶組件鉗制。
因而方陣組合會形成組合聯(lián)接損失，使方陣的總效率總是高于所有單個組件的效率之和。組合聯(lián)接損失的大小取決于電瓶組件性能參數(shù)的離散性，因而不僅在電瓶組件的生產(chǎn)工藝過程中，盡量提升電瓶組件性能參數(shù)的一致性外，還可以對電瓶組件進(jìn)行測試、篩選、組合，即把特點相仿的電池組件組合在一起。諸如，串聯(lián)組合的各組件工作電壓要盡量相仿，每串與每串的副總作電流也要考慮搭配得盡量相仿，最大幅度地降低組合聯(lián)接損失。方陣組合聯(lián)接要遵守下述幾條原則：串聯(lián)時須要工作電壓相同的組件，并為每位組件并接旁路晶閘管；并聯(lián)時須要工作電流相同的組件，并在每一條并聯(lián)線路中串聯(lián)防反充晶閘管；盡量考慮組件連接線路最短，并用較粗的導(dǎo)線；嚴(yán)格避免某些性能變壞的電瓶組件混進(jìn)電瓶方陣。太陽電瓶陣列的電路構(gòu)成由太陽電瓶組件構(gòu)成的縱列組件（按照所需輸出電流將太陽電瓶組件串聯(lián)而成）、逆流避免器件（晶閘管）Ds（各縱列組件經(jīng)逆流避免器件并聯(lián)構(gòu)成）、旁路器件（晶閘管Db）及端子箱體構(gòu)成在太陽能電板方陣中，晶閘管是很重要的元件，常用的晶閘管基本都是硅檢波晶閘管(部份晶閘管的性能參數(shù)可參看表2-3)，在選用時要注意尺寸參數(shù)留有余量，避免擊穿受損。通常反向峰值擊穿電流和最大工作電壓都要取最大運(yùn)行工作電流和工作電壓的2倍以上。
晶閘管在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中主要分為兩類，防反沖晶閘管和旁路晶閘管。(1)防反充（防逆流）晶閘管防反充晶閘管的作用之一是避免太陽能電板組件或方陣在不發(fā)電時，蓄電瓶的電壓反過來向組件或方陣倒送，除了消耗能量，但是會使組件或方陣發(fā)熱甚至損作用之二是在電瓶方陣中，避免方陣各大道之間的電壓倒送。這是由于串聯(lián)各大道的輸出電流不可能絕對相等，各大道電流總有高低之差，或則某一支路由于故障、陰影遮蔽等使該大道的輸出電流增加，高電流大道的電壓都會流向低電流大道，甚至?xí)狗疥嚳傮w輸出電流的增加。在各大道中串連接入防反充晶閘管就防止了這一現(xiàn)象的發(fā)生。在獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)中，有些光伏控制器的電路上早已接入了防反充晶閘管，即控制器帶有防反充功能時，組件輸出就不須要再接晶閘管了。防反充晶閘管存在有正向?qū)▔航担?lián)在電路中會有一定的功率消耗，通常使用的硅檢波晶閘管管壓降為0.7V左右，大功率管可達(dá)1～2V。肖特基晶閘管其實管壓降較低，為0.2----0.3V，但其耐壓和功率都較小，適宜小功率場合應(yīng)用。防逆流晶閘管選用防逆流晶閘管時，通常要考慮晶閘管能通過所在回路的最大電壓，并能承受該回路的最大反向電使用防反充晶閘管與旁路晶閘管類似，應(yīng)該可以承受其所保護(hù)組件2倍開路電流或則1.3倍漏電電壓。
因為元件的電性能隨氣溫而變化，因而應(yīng)恐怕使用室溫并選擇合適的防逆流晶閘管。也可以使用熔斷器來達(dá)到防逆流目的。防逆流晶閘管通常裝在接線盒內(nèi)，也有安放到組件的端子箱內(nèi)的。(2)旁路晶閘管。當(dāng)有較多的太陽能電板組件串聯(lián)組成電瓶方陣或電瓶方陣的一個環(huán)路時，須要在每塊電板板的正正極輸出端反向并聯(lián)1個（或2～3個）晶閘管，這個并聯(lián)在組件兩端的晶閘管就叫旁路晶閘管。旁路晶閘管的作用是避免方陣串中的某個組件或組件中的某一部份被陰影遮擋或出現(xiàn)故障停止發(fā)電時，在該組件旁路晶閘管兩端會產(chǎn)生正向展寬使晶閘管導(dǎo)通，組件串工作電壓繞開故障組件，經(jīng)晶閘管旁路流過，不影響其他正常組件的發(fā)電，同時也保護(hù)被旁路組件防止遭到較高的正向展寬或因為“熱斑效應(yīng)”發(fā)熱而毀壞。旁路晶閘管通常都直接安裝在組件接線盒內(nèi)，根據(jù)組件功率大小和電瓶片串的多少，安裝1~3個晶閘管，如圖所示。其中圖(a)采用一個旁路晶閘管，當(dāng)該組件被遮擋或有故障時，組件將被全部旁路；圖(b)和圖(c)分別采用2個和3個晶閘管將電瓶組件分段旁路，則當(dāng)該組件的某一部份有故障時，可以做到只旁路組件的一半或1/3，其余部份一直可以繼續(xù)出席工作。將每位電瓶配備一個旁路晶閘管會過分高昂，所以晶閘管一般會聯(lián)接于一組電瓶的兩端，被遮擋的電瓶最大功率消耗大概等于該電板所在電瓶組的總發(fā)電能力。
對于硅光伏電瓶，在不受損的情形下，一個旁路晶閘管最多接15個電板塊，所以對于36塊電板的組件，起碼須要3個旁路晶閘管來保證組件不被熱點破壞。其實太陽能電板生產(chǎn)廠家不同，所采取的方式不一樣，但都在太陽能電板組件上已把旁路器件安裝好，或則外置的情況較多。假如必須自己打算旁路器件的場合，旁路器件要滿足其反向電流為被保護(hù)的組件串的最大標(biāo)稱輸出電流的1.5倍以上，并且能充分分流組件串的漏電電壓。還有，在太陽能電板組件上面的端子板中安裝旁路器件時，安裝位置的氣溫因室內(nèi)太陽的熱能，比周圍的濕度高20～30。這時晶閘管的殼體的氣溫也高，所以必須以比在產(chǎn)品目錄中記載的平均正向電壓小的電流使用。因此，要推定晶閘管的使用室溫，有必要選擇有安全余量的額定電壓的旁路晶閘管。對于并聯(lián)組件，使用旁路三極管時會發(fā)生熱失控，即一串電瓶的旁路晶閘管比其余電瓶串的熱，承載了很大一部份電壓，因而造成更熱。應(yīng)該選用才能承受組件合并所形成的并聯(lián)電壓的三極管，合格的晶閘管應(yīng)當(dāng)才能承受保護(hù)組件2倍開路電流或則1.3倍的漏電電旁路晶閘管也不是任何場合都須要的，當(dāng)組件單獨(dú)使用或并聯(lián)使用時，是不須要接晶閘管的。
對于組件串聯(lián)數(shù)目不多且工作環(huán)境較好的場合，也可以考慮不用旁路晶閘管。4．太陽能電板方陣的電路太陽能電板方陣的基本電路由太陽能電板組件串、旁路晶閘管、防反充晶閘管和帶避雷器的直流接線箱等構(gòu)成，常見電路方式有并聯(lián)方陣電路、串聯(lián)方陣電路和串、并聯(lián)混和方陣電路，如圖所示。5、光伏方陣組合的能量損失光伏方陣由若干的電瓶組件及成千上萬的電瓶片組成，這些組合不可防止的存在能量損失：聯(lián)接損失：由于聯(lián)接線纜的本身內(nèi)阻和接頭聯(lián)接不良所導(dǎo)致的損失離散損失：主要是由于電瓶組件產(chǎn)品性能和衰減程度不同，參數(shù)不一致導(dǎo)致的功率損失。方陣組合選用不同廠家、不同出廠日期、不同尺寸參數(shù)以及不同鋼號多晶硅等就會導(dǎo)致光伏陣列的離散損失串聯(lián)壓降損失：電瓶片及電瓶組件本身的電阻不可能為零，即構(gòu)成電瓶片的pn節(jié)有一定的電阻，導(dǎo)致組件串聯(lián)后的壓降損失。并聯(lián)電壓損失：電瓶片及電瓶組件本身的反向內(nèi)阻不可能為無窮大，即構(gòu)成電瓶片的pn結(jié)有一定的反向漏電壓，導(dǎo)致組件并聯(lián)后的漏電壓損失。太陽能電板方陣組合的估算太陽能電板方陣是按照負(fù)載須要將若干個組件通過串聯(lián)和并聯(lián)進(jìn)行組合聯(lián)接，得到規(guī)定的輸出電壓和電流，為負(fù)載提供電力的。
方陣的輸出功率與組件串并聯(lián)的數(shù)目有關(guān)，串聯(lián)是為了獲得所須要的工作電流，并聯(lián)是為了獲得所須要的工作電壓。通常獨(dú)立光伏系統(tǒng)電流常常被設(shè)計成與蓄電瓶的標(biāo)稱電流相對應(yīng)或則是它的整數(shù)倍，并且與用家電的電流等級一致電瓶串聯(lián)并聯(lián)的接法圖，如220V、110V、48V、36V、24V、12V等。交流光伏發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)電瓶串聯(lián)并聯(lián)的接法圖，方陣的電流等級常常為110V或220V。對電流等級更高的光伏發(fā)電系統(tǒng)，則采用多個方陣進(jìn)行串并聯(lián)，組合成與電網(wǎng)等級相同的電流等級，如組合成600V、1kV等，再通過逆變器后與電網(wǎng)聯(lián)接。方陣所須要串聯(lián)的組件數(shù)目主要由系統(tǒng)工作電流或逆變器的額定電流來確定，同時要考慮蓄電瓶的均充電壓、線路耗損以及氣溫變化等誘因。通常帶蓄電瓶的光伏發(fā)電系統(tǒng)方陣的輸出電流為蓄電瓶組標(biāo)稱電流的1.43倍。對于不帶蓄電瓶的光伏發(fā)電系統(tǒng)，在估算方陣的輸出電流時通常將其額定電流提升10%，再選取組件的串聯(lián)比如，一個組件的最大輸出功率為108W，最大工作電流為36.2V，設(shè)選用逆變器為交流單相，額定電流380V，逆變器采取單相橋式接法，則直流輸出電流Up=Uab/0.817=380/0.。
再來考慮電流富余現(xiàn)假定負(fù)載要求功率是30kW，則組件總量為/108W277塊，進(jìn)而估算出模塊并聯(lián)數(shù)為277/1419.8，可選定并聯(lián)數(shù)為20塊。推論：該系統(tǒng)應(yīng)選擇上述功率的組件14串聯(lián)20并，組件總量為1420=280塊，系統(tǒng)輸出最大功率為～30.2kW。例：某市建設(shè)一個為聯(lián)通通訊基站供電的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用直流負(fù)載，負(fù)載工作電流為48v，用電量為每晚150ah，該地區(qū)最低的光照幅射是1月份，其傾斜面峰值煙臺時數(shù)是3.5h，選取125w太陽電瓶組件，其主要參數(shù)為峰值功率125w、峰值工作電流34.2v、峰值工作電流3.65a，估算太陽電瓶組件使用數(shù)目及太陽電瓶方陣的組合設(shè)計。按照上述條件，并確定組件耗損系數(shù)為0.9，充電效率系數(shù)也為0.9。因該系統(tǒng)是直流系統(tǒng)，所以不考慮逆變器的轉(zhuǎn)換效率系數(shù)。按照以上估算數(shù)據(jù)，采用就高不就低的原則，確定電瓶組件并聯(lián)數(shù)是15塊，串聯(lián)數(shù)是2塊。也就是說，每2塊電
