【2018年必威体育精装版整理】太阳能光伏发电系统.docx

太阳能光伏发电系统白天，在光照条件下，太阳电池组件产生一定的电动势，通过组件的串并联形成太阳能电池方阵，使得方阵电压达到系统输入电压的要求。再通过充放电控制器对蓄电池进行充电，将由光能转换而来的电能贮存起来。晚上，蓄电池组为逆变器提供输入电，通过逆变器的作用，将直流电转换成交流电，输送到配电柜，由配电柜的切换作用进行供电。蓄电池组的放电情况由控制器进行控制，保证蓄电池的正常使用。光伏电站系统还应有限荷保护和防雷装置，以保护系统设备的过负载运行及免遭雷击，维护系统设备的安全使用。太阳能→电能→化学能→电能→光能。一、系统简介光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电，光伏发电系统主要由太阳电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，它们主要由电子元器件构成，不涉及机械部件，所以，光伏发电设备极为精炼，可靠稳定寿命长、安装维护简便。理论上讲，光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合，上至航天器，下至家用电源，大到兆瓦级电站，小到玩具，光伏电源可以无处不在。 光伏发电系统按安装容量可分为下列三种系统：1. 小型光伏发电系统：安装容量小于或等于1MWp；2. 中型光伏发电系统：安装容量大于1MWp和小于或等于30MWp；3. 大型光伏发电系统：安装容量大于30MWp。二、发电原理由于技术和材料原因，单一电池的发电量是十分有限的，实用中的太阳能电池是单一电池经串、并联组成的电池系统，称为电池组件。单一电池是一只硅晶体二极管，根据半导体材料的电子学特性，当太阳光照射到由P型和N型两种不同导电类型的同质半导体材料构成的P-N结上时，在一定的条件下，太阳能辐射被半导体材料吸收，在导带和价带中产生非平衡载流子即电子和空穴。同于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密度J，短路电流Isc，开路电压Uoc。 若在内建电场的两侧面引出电极并接上负载，理论上讲由P-N结、连接电路和负载形成的回路，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。三、设置原理太阳能光伏发电系统的设计需要考虑的因素：1、 需要考虑太阳能光伏发电系统使用的地方以及该地日光辐射情况；2、 需要考虑太阳能光伏发电系统需要承载的负载功率；3、 系统所输出电压，以及考虑应该使用直流电还是交流电；4、 系统每天需要工作的小时数；5、 如遇到没有日光照射的阴雨天气，系统需连续供电多少天；6、 考虑负载的情况，是纯电阻性、电容性还是电感性，启动电流的大小。四、系统组成光伏系统是由太阳能电池方阵、蓄电池组，充放电控制器，交直流汇流箱、逆变器，交直流配电柜、自动太阳能跟踪系统、升压变压器、并网柜等设备组成。其各部分设备的作用是：1. 光伏组件（又称太阳能光伏电池）在有光照（无论是太阳光，还是其它发光体产生的光照）情况下，电池吸收光能，电池两端出现异号电荷的积累，即产生“光生电压”，这就是“光生伏特效应”。在光生伏特效应的作用下，太阳能电池的两端产生电动势，将光能转换成电能，是能量转换的器件。太阳能电池一般为硅电池，分为单晶硅太阳能电池，多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池三种。原材料特点（以单晶硅为例）：电池片：采用高效率（16.5%以上）的单晶硅太阳能片封装，保证太阳能电池板发电功率充足。 太阳能电池图玻璃： 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1200 nm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。EVA：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和与玻璃、TPT之间的连接剂。具有较高的透光率和抗老化能力。TPT：太阳电池的背面覆盖物—氟塑料膜为白色，对阳光起反射作用，因此对组件的效率略有提高，并因其具有较高的红外发射率，还可降低组件的工作温度，也有利于提高组件的效率。当然，此氟塑料膜首先具有太阳电池封装材料所要求的耐老化、耐腐蚀、不透气等基本要求。边框：所采用的铝合金边框具有高强度，抗机械冲击能力强。也是家用太阳能发电中价值最高的部分。光伏组件的分类单晶硅光伏组件多晶硅光伏组件非晶硅光伏组件太阳能电池分类图各类电池主要性能表种类电池类型商用效率实验室效率优点缺点晶硅电池单晶硅14%-17%?23%?效率高，技术成熟原料成本高多晶硅13%-15%?20.3%?效率高，技术成熟原料成本较高薄膜电池非晶硅5%-8%?13%?弱光效应好，成本相对较低转化率较低碲化镉5%-8%?15.8%?弱光效应好，成本相对较低有毒污染环境铜铟硒5%-8%?15.3%?弱光效应好，成本相对较低稀有金属多晶硅电池组件的技术参数及性能测试条件大气质