光伏发电系统基本原理材料.ppt

光伏发电系统基本概述 太阳能光伏系统的原理 常见的光伏系统 光伏系统的部件 1、太阳能电池组 2、充、放电控制器（常用于独立型） 3、逆变器、测试仪表以及计算机监控 等电力电子设备 4、蓄电池或其他储能和辅助发电装置（常用于独立型） 5、其他一些部件（集线箱、线缆） 太阳能电池原理 太阳光线照射到太阳能电池的表面时，一部分被太阳能电池上表面反射掉，另一部分被太阳能电池吸收，吸收的太阳光子使得半导体中原子的价电子受到激发，在P-N结两侧产生了正、负电荷的积累，因此产生了光生电势，在两极之间用导线连接负载，就能产生直流电。 太阳能电池分类 a、硅太阳能电池 ? 单晶硅太阳能电池 ? 多晶硅太阳能电池 ? 非晶硅太阳能电池 ? 微晶硅太阳能电池 ? HIT电池（日本三洋电机公司生产） ? 双面太阳能电池 b、化合物太阳能电池 ? 单晶化合物太阳能电池 ? 多晶化合物太阳能电池 太阳能电池分类 单晶硅太阳能电池：采用单晶硅片制造的太阳能电池，此种技术最为成熟，性能稳定，转换效率也比较高，缺点是生产成本比较高。 多晶硅太阳能电池：多晶硅电池是由高纯硅通过熔化后浇注成正方形的硅锭，然后使用切割机切成薄片再加工成电池的。此种电池的转换效率要比单晶硅电池低，但其制造成本高比较低，因此近年来发展很快也比较快。 非晶硅太阳能电池：非晶硅太阳能电池的厚度不足晶体硅太阳能电池厚度的百分之一，因此节省了硅材料，大大的降低了制造成本。而且在弱光下的发电能力也要高于晶体硅。缺点是转换效率低，稳定性也不是很理想。但由于其成本低便于大规模生产，易于实现与建筑一体化，有着巨大的市场潜力。 微晶硅太阳能电池： 可以在接近室温状态制备，光致衰退效应不明显。转换效率比较低，在实际使用中主要是以非晶硅太阳能电池为顶层，微晶硅太阳能电池为底层的叠层太阳能电池。 双面太阳能电池：采用单晶硅衬底制作双面玻璃封装，正面转换效率高于背面。 化合物太阳能电池：主要是以化合物半导体材料制成的太阳能电池。单晶化合物电池主要是砷化镓太阳电池，其转化效率很高，由于其中含有有毒元素砷所以主要应用于空间。多晶化合物电池主要有碲化镉太阳电池、铜铟镓硒太阳电池，但由于镉元素对环境有污染所以应用受到限制，铜铟镓硒电池是薄膜型太阳能电池中转换效率最高的，因此未来市场广阔。 薄膜太阳能电池：薄膜太阳能模块是由玻璃基板、金属层、透明导电层、电器功能盒、胶合材料、半导体层..等所构成的。由于其生产成本比较低，制作工艺成熟，正得到大规模应用。 充、放电控制器：能够智能调节太阳能发电板的工作电压，使太阳能板始终工作在V-A特性曲线的最大功率点。普通的太阳能控制器对太阳能板发电功率的利用提高了10%-30%。能够起到防止蓄电池过渡充电、过渡放电，防止夜间蓄电池像太阳能板反向放电作用，同时还能起到过载以及短路保护作用。其主要应用于独立型光伏系统。 逆变器：又称为电源调整器，根据在光伏系统中的作用可以分为独立型和并网型两种。根据有无变压器又可分为变压器型逆变器和无变压器型逆变器。 工作原理：通过变压回路调节电压到逆变器输出控制所需要的电压，再通过桥式电路将直流电压等价的转换成常用频率的交流电压。 光伏系统的应用 光伏系统刚开始主要是分为空间型和地面型两大类，但随着系统的应用领域拓展逐渐形成五类：独立非用户型系统（离网型）、离网用户型系统、分布式并网型系统、集中式并网系统和混合型系统。 光伏系统的应用 独立非用户型系统：主要指的是完全依靠太阳能电池供电的光伏系统，系统中太阳电池方阵是唯一的能量来源。 离网用户型系统：是由太阳电池板、蓄电池、控制器、以及逆变器组成。 结构比较简单技术比较成熟已经在我过西部偏远地区普遍应用。 分布式并网系统：将户用光伏系统与电网相连，在有日光时，光伏方阵发出的电力出供给家用电器使用外，如有多余可以输入电网；在晚上或阴雨天，光伏方阵发出的电力不足时，则由电网向家庭电器供应一部分或者全部电力。 集中式并网系统：这种系统主要应用于具有相当规模的发电站，所发出来的电全部输入电网，由于是集中的经营管理，可以采用先进的技术，统一调度，所以相对成本低，所以近年来得到大力发展。 混合系统：将一种或几种发电方式同时引入光伏系统中，这种光伏系统与其他发电方式一起联合向负载供电。 光伏与建筑一体化：主要是指将太阳能发电产品集成到建筑物上。其优点很多：节省土地、能够做到分散就地供电，同时还能够调节电网的负荷。 光伏系统的设计 光伏系统的设计主要根据负