光伏发电技术简明教程静国梁第一章.pptx

第一章 太阳能光伏发电入门一、认识光伏二、光伏发电系统的组成三、光伏发电系统类型 1.1 认识光伏太阳能发电技术有两大类，分别是光热发电和光伏发电。通常说的太阳能发电仅指的是光伏发电（Photovoltaic Power System），简称“光伏（Photovoltaic PV）”。光伏发电的本质就是利用半导体P-N结的光伏效应来实现光电转换过程实现电能的输出。1.1.1 半导体的基础知识1. 掺杂特性2. 温度特性3. 光照特性材料导体半导体绝缘体电阻率(Ω·cm)＜10-310-3-109＞109导电粒子自由电子自由电子、空穴1.1.2 光伏效应当光照射到半导体器件时，在器件的两侧（P和N）产生电压的现象，称为光生伏打效应，简称“光伏效应”。利用半导体器件的光伏效应，将太阳辐射能直接转换为电能的发电技术叫做光伏发电。1.1.3 太阳能光伏发电半导体在一定波长的光照射下，会发生电子-空穴对分离，电子、空穴均为导电粒子——在半导体中可以载运电流的带电粒子。其中，电子带负电荷，空穴带正电荷。但分离后的电子、空穴在晶体内部的游动没有一定的方向性，是杂乱无章的，在游动过程中又发生了电子-空穴对复合，失去了载运电流的作用，此时的半导体不能作为太阳电池发电，是由于其内部的电子和空穴两种导电粒子复合所导致的。一、半导体硅的晶体结构二、杂质半导体三、P-N结1.1.4 太阳电池发电原理一、光电转换原理太阳电池进行发电必须具备三个条件：①入射光子被吸收产生自由电子与空穴对；②自由电子与空穴对在复合前被分开；③分开的自由电子和空穴传输至负载。换。二、太阳电池的极性1.1.5 太阳能光伏发电的特点一、光伏发电技术的优势1．太阳资源最丰富2．能量转化最直接3．最环保4．最安全二、光伏发电技术的缺陷1．太阳资源分散性2．太阳资源不稳定性3．能源成本的性价比低1.2 光伏发电系统的组成光伏发电产业是指围绕光伏发电技术，以可释放电子的半导体物质为核心，包括上游的硅材料制备及太阳电池制造，中游的光伏组件封装以及逆变器、控制系统和蓄电池等配套部件的生产以及下游光伏发电系统集成与应用的一个朝阳产业。1.2.1 光伏发电产业链一、技术特点二、利润分布1. 硅材料的提纯环节趋向于“寡头垄断”市场2. 硅片生产环节趋向垄断竞争（垄断偏强）3. 太阳电池片生产趋向垄断竞争（竞争偏强）4. 光伏组件封装环节趋向完全竞争1.2.2 光伏发电系统的组成一、 直流负载型的光伏发电系统1. 简易性直流光伏发电系统2. 固定电压的直流光伏发电系统3. 多种直流电压输出的光伏发电系统二、交流负载型的光伏发电系统1. 交流负载用户光伏发电系统2. 并网型交流负载光伏发电系统三、混合型光伏发电系统1.2.3 光伏发电系统的应用领域1. 通信领域的应用2. 公路、铁路、航运等交通领域的应用3. 石油、海洋、气象领域的应用4. 农村和边远无电地区应用5. 光伏照明方面的应用6. 大型光伏发电系统（电站）的应用7. 光伏发电与建筑相融合的发电系统8. 太阳能电子商品及玩具的应用9. 其他领域的应用1.3 光伏发电系统类型太阳电池在太阳辐射下产生直流电，但以直流电形式供电的系统具有很大的局限性。因此，除特殊用户外，光伏发电系统都需要配置逆变器，将太阳电池所产生的直流电转换为与电力系统功能的相同电压和频率的交流电，以满足各种交流用电装置、设备供电及并网发电的要求。因此，在实际运用中光伏发电系统因应用对象的不同而不同。1.3.1 光伏发电系统的分类一、离网型光伏发电系统二、并网型光伏发电系统三、互补型光伏发电系统1.3.2 离网型光伏发电一、 户用光伏发电系统二、独立光伏电站三、市电补充型光伏发电系统1.3.3 并网型光伏发电一、分类二、地面式并网型光伏发电系统三、建筑式并网型光伏发电系统1.3.4 互补型光伏发电光伏发电系统类型分类具体应用实例离网型无蓄电池的直流型直流光伏水泵；充电器；太阳能风扇帽；有蓄电池的直流型手电筒；手机充电器；草坪灯、庭院灯、交通标志灯、杀虫灯；直流户用系统；高速公路监控；无电地区微波中继站、移动通讯基站；农村小型发电站；石油管道等交流及交、直流和混合型交流太阳能户用系统；无电地区小型发电站；微波中继站；移动通讯基站；气象、水文、环境监测站等市电补充型城市太阳能路灯改造；电网覆盖地区一般住宅光伏电站并网型可逆流并网型一般住宅；建筑物；光伏建筑一体化无逆流并网型一般住宅；建筑物；光伏建筑一体化切换型并网型一般住宅；重要及应急负载；建筑物；光伏建筑一体化有储能装置的并网型一般住宅；重要及应急负载；光伏建筑一体化；自然灾害避难所；高层建筑应急照明混合型光伏/柴油机互补型居民小区；气象、水文、环境监测站；微波中继站；无电地区小型发电站等光伏/风力机互补型高速公路的路灯、