基本光伏发电基本概念和关键技术.pdf

2010 第二届中国电源技术年会培训课件之二 光伏发电基本基本概念和关键技术 赵争鸣赵争鸣 清华大学电力系统国家重点实验室清华大学电力系统国家重点实验室 清华清华清华清华大大学学学学电电机机机机工工程与应用程与应用程与应用程与应用电电子技术系子技术系子技术系子技术系 年年66月月 主要内容主要内容 一、光伏电池的太阳辐射、能源及区域分析 二、光伏电池建模与最大功率点跟踪技术 三、光伏发电控制器相关技术 四、光伏发电并网技术 2 一、光伏光伏电池的的太阳辐射阳辐射、能源及区域分析源及区域分析 11、、太阳辐射太阳辐射 2、光伏电池 3、太阳光伏模块及其建模 3 每年太阳辐射到地球的能量为1.5 × 1018 kWh 。 太阳辐射太阳辐射 人类消耗的总能量人类消耗的总能量 （（原始能量原始能量））大约大约101014 kWh/kWh/年年。。 太阳发出的能量比人类消耗的能量多了15,000 多倍。 重要定义 来自太阳的能量称作：辐射 辐射用两种方法来度量： 1、功率：功率的单位—— 瓦特[W] （功率密度：[W/m²]) 22、能量能量 ：：能量的单位能量的单位——瓦特瓦特－小时小时 [Wh][Wh] 能量密度能量密度 ：：[Wh/m[Wh/m²²]] 瞬时日射是“功率”，准确的英语表达是“辐照度”，一般用“辐射 强度”、“辐射流”、“能流”或者“功率密度”表达。 辐照度的符号表示： Gb [W/m²] 射（直）线 Gd [W/m²] 散射 G [W/m²] = Gb + Gd 总辐射 4 太阳能光伏发电基本概念太阳能光伏发电基本概念——太阳辐射太阳辐射 在一段时间内（一秒、一小时、一天或者一年）累积的功率是“能 量”。准确的意思是“辐射”，有时会使用“辐射能”和“能量密 度”。 辐射的符号：H [kWh/m²] 由太阳辐射到空气中的辐射度是由太阳辐射到空气中的辐射度是： G =1367 W/m² sc GGsc solarsolar constantconstant （（太阳能常数太阳能常数）） 在晴天，从太空到海平面通过空气吸收的辐射占到30％。因此在地 球的海平面处功率密度的最大值大约为1000 W/m²。 1000 W/m²在太阳能工程上很多方面用作参考值。 5 太阳能光伏发电基本概念太阳能光伏发电基本概念——太阳辐射太阳辐射 光伏模块上的 太阳辐射成分太阳辐射成分 地外辐射地外辐射 空气吸收 射线 反射反射 漫射 散射 图图22.11 空气中的太阳辐射空气中的太阳辐射 Source: Solar electricity, T. Markvart, 1997来源：太阳充电， 6 太阳能光伏发电基本概念太阳能光伏发电基本概念——太阳辐射太阳辐射 地球地平线的