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太阳能光伏发电系统的组成 动力103 熊成凯 太阳能光伏发电系统是利用半导体材料的光伏 效应，将太阳光的辐射能直接转换为电能的一种新 型发电系统，有独立运行和并网运行两种方式。独 立运行的光伏发电系统需要有蓄电池作为储能装置 主要用于无电网的边远地区和人口分散地区，整个 系统造价很高；在有公共电网的地区，光伏发电系 统与电网连接并网运行，省去蓄电池，不仅可以大 幅度降低造价，而且具有更高的发电效率和更好的 环保性能。 一、光伏技术简介 二、基本组成 一套基本的太阳能发电系统是由太阳能电池板、充放电控制器、逆变器和蓄电池构成，下面对各部分的功能逐一的介绍: 太阳能电池 1、 作用：将太阳辐射能直接转换成直流电，供负载使用或存贮于蓄电池内备用。一般根据用户需要，将若干太阳电池板按一定方式连接组成太阳能电池方阵，再配上适当的支架及接线盒组成。 2、原理：当太阳光照射到P-N结上时，一部分太阳能辐射被半导体材料吸收，在导带和价带中产生电子和空穴。由于P-N结势垒区存在着较强的内建静电场，因而能在光照下形成电流。若在内建电场的两侧面引出电极并接上负载，那么P-N结、连接电路和负载形成回路，于是就有“光生电流”流过，太阳能电池组件就实现了对负载的功率P输出。 示意图 3、分类： 太阳能电池一般分为单晶硅太阳能电池，多晶硅太阳能电池和非晶体硅太阳能电池三种。 4、原材料（电池片、玻璃、EVA 、TPT ）特点：（1）电池片：采用高效率的单晶硅太阳能片封装，保证太阳能电池板发电功率充足。 （2）玻璃： 采用低铁钢化绒面玻璃(又称为白玻璃) 厚度3.2mm,在太阳电池光谱响应的波长范围内(320-1100nm)透光率达91%以上，对于大于1200nm的红外光有较高的反射率。此玻璃同时能耐太阳紫外光线的辐射，透光率不下降。 （3）TPT：用于太阳能电池组件封装的背板，一般又被称为TPT 聚氟乙烯复合膜，TPT一般采用三层结构（PVF/PET/PVF），外层保护层为PVF聚氟乙烯薄膜，具有良好的抗环境侵蚀能力，中间层为PET聚脂薄膜具有良好的绝缘性能，内层PVF需经表面处理使它和EVA具有良好的粘接性能。 （4）EVA：中文名称：乙烯-醋酸乙烯共聚物；英文名称： ethylene-vinyl acetate copo。采用加有抗紫外剂、抗氧化剂和固化剂的厚度为0.78mm的优质EVA膜层作为太阳电池的密封剂，玻璃与TPT之间的连接剂。具有较高的透光率和抗老化能力。 蓄电池 蓄电池组是将太阳电池方阵发出直流电贮能起来, 供负载使用。在光伏发电系统中蓄电池处于浮充放电状态 夏天日照量大, 除了供给负载用电外, 还对蓄电池充电 在冬天日照量少, 这部分贮存的电能逐步放出。白天太阳能电池方阵给蓄电池充电晚上负载用 电全部由蓄电池供给。因此, 要求蓄电池的自放电要小, 而且充电效率要高。 目前我国与太阳能发电系统配套使用的蓄电池主要是铅酸蓄电池和镉镍蓄电池。配套200Ah以上的铅酸蓄电池，一般选用固定式或工业密封式免维护铅酸蓄电池，每只蓄电池的额定电压为24VDC；配套200Ah以下的铅酸蓄电池，一般选用小型密封免维护铅酸蓄电池，每只蓄电池的额定电压的12V DC。 注：Ah—安时数：反映电池容量大小的指标之一，其定义是按规定的电流进行放电的时间。 充放电控制器 1、在太阳发电系统中充电控制器的基本作用是为蓄电池提供最佳的充电电流和电压，快速平稳、高效的为蓄电池充电并在充电过程中减少损耗、尽量延长蓄电池的使用寿命;如果用户使用直流负载，通过充电控制 器还能 为负载提供稳定的直流电（由 于天气的原因，太阳电池方阵 发出的直流电的电压和电流不 是很稳定）。 2、基本功能： （1）防止蓄电池过度充电； （2）防止蓄电池过度放电； （3）防止夜间蓄电池向太阳能板反向放电； （4）过载保护； （5）短路保护； （6）电池防反； 逆变器 220VAC的电器提供电能，需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用DC-AC逆变器。 1、逆变器的作用就是将太阳能电池方阵和蓄电池提供的低压直流电逆变成220伏交流电供给交流负载使用。 由于太阳能电池和蓄电池是直流电源，而负载是交流负载时就需要提供220VAC、110VAC的交流电源。由于太阳能的直接输出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。为了能 （1）按运行方式可分为独立运行逆变器和并网逆变器。 （2）按输出波型可分为方波逆变器和正弦波逆