光伏發电技术系列讲座_1_光伏发电原理及发展现状.doc

光伏发电技术系列讲座_1_光伏发电原理及发展现状.txt11生命是盛开的花朵，它绽放得美丽，舒展，绚丽多资；生命是精美的小诗，清新流畅，意蕴悠长；生命是优美的乐曲，音律和谐，宛转悠扬；生命是流淌的江河，奔流不息，滚滚向前 本文由lmj2003126贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 ·技术讲座· 王宏华·光伏发电原理及发展现状 光伏发电技术系列讲座 （ 1） 光伏发电原理及发展现状 王宏华 （ 河海大学 自动化工程系， 江苏 南京 210098） 摘 要： 阐述了太阳能光伏发电系统的基本结构和工作原理， 综述了国内外光伏发电技术的发 展现状及发展趋势。 关键词： 太阳能； 光伏电池； 光伏阵列； 光伏发电系统 5276（ 2010）中图分类号： TK51 文献标志码： A 文章编号： 1671The Series of Lectures on Photovoltaic Power Technology（ Part 1） Principle and Development of Photovoltaic Power WANG Honghua （ Department of Automation Engineering，Hohai University，Nanjing 210098，China） Abstract： This paper describes the principle and structure of photovoltaic power system，and presents the latest development trend and research progress of photovoltaic power technologies． Key words： solar energy； solar cell； photovoltaic array； photovoltaic power system 0 引言 众所周知， 太阳能是一种用之不竭、 储量巨大的清洁 可再生能源， 每天到达地球表面的辐射能量相当于数亿万 ［ 1］ 桶石油燃烧的能量 ， 太阳能开发与利用正逐步成为各 国政府重点发展的战略。热能和光能利用是太阳能应用 。“光伏发电” 的两种重要形式 是利用光伏电池的光伏效 应将太阳光的光能直接转换为电能的一种可再生、 无污染 正在全球范围内迅猛发展， 其不仅要替代部 的发电方式， 分化石能源， 而且未来将成为世界能源供应的主体， 是世 界各国可再生能源发展的重点。本文阐述了太阳能光伏 发电系统的基本结构和工作原理， 综述了国内外光伏发电 技术的发展现状及发展趋势。 图1 单晶硅光伏电池发电原理 1 光伏电池的原理及发展现状 P， 区分别带正、 N 负电， 于是产生由 N 区指向 P 区的光生 则有电流从 P 区流出， 经负载从 电动势； 当外接负载后， N 区流入光伏电池。 I 图 2 为光伏电池等效电路， 其中，ph 为与光伏电池面 2 积、 入射光辐照度成正比的光生电流 （ 1 cm 硅光伏电池 ［ 1］ I N 的 I ph 值为 16 ～ 30 mA ） ； I D ，sh 分别为 P- 结的正向电 1839 年， 国 的 Edmond Becquerel 发 现 了“光 伏 效 法 ， 应” 即光照能使半导体材料内部的电荷分布状态发生变 N 化而产生电动势和电流。光伏电池是基于半导体 P- 结 接受太阳光照产生光伏效应， 直接将光能转换成电能的能 量转换器。1954 年， 美国 Bell 实验室的 G． Pearson 等发 其原理如图 1 所示。 明了单晶硅光伏电池， 图 1 中， 太阳光照射到光伏电池表面， 其吸收具有一 在内部产生处于非平衡状态的电子 － 空穴 定能量的光子， N 对； 在 P- 结内建电场的作用下， 电子、 空穴分别被驱向 N， 区， P N 从而在 P- 结附近形成与内建电场方向相反的光 N 生电场； 光生电场抵消 P- 结内建电场后的多余部分使 作者简介： 王宏华（ 1963— 流、 漏电流； 串联电阻 R S 主要由电池体电阻、 电极导体电 阻等组成（ R S 一般 ＜ 1 Ω） ； 旁漏电阻 R sh 由硅片边缘不清 洁或体内缺陷所致（ R sh 一般为几 kΩ） ； RL 为外接负载电 I U 电流； 当负载开路 阻，L ， O 分别为光伏电池输出电压、 （ R L = ∞ ） 时，U O 即