金年会金字招牌

　　学号：姓名：****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。太阳能发电有两种方式，一种是光—热—电转换方式，另一种是光—电直接转换方式。光—热—电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电，一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸汽，再驱动汽轮机发电。前一个过程是光—热转换过程;后一个过程是热—电转换过程，与普通的火力发电一样.太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高，估计它的投资至少要比普通火电站贵5～10光—电直接转换方式该方式是利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能，光—电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是一个半导体光电二极管，当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光能变成电能，产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。太阳能电池是一种大有前途的新型电源，具有永久性、清洁性和灵活性三大优点.太阳能电池寿命长，只要太阳存在，太阳能电池就可以一次投资而长期使用;与火力发电、核能发电相比，太阳能电池不会引起环境污染。一，系统简介太阳能发电是利用电池组件将太阳能直接转变为电能的装置。太阳能电池组件（Solarcells）是利用半导体材料的电子学特性实现P-V转换的固体装置，在广大的无电力网地区，该装置可以方便地实现为用户照明及生活供电，一些发达国家还可与区域电网并网实现互补。而国内主要研究生产适用于无电地区家庭照明用的小型太阳能发电系统。二，发电原理光生伏特效应：假设光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被接纳，具有足够能量的光子可以在P型硅中将电子从共价键中激起，致使发作电子-空穴对。界面层临近的电子和空穴在复合之前，将经由空间电荷的电场结果被相互分别。电子向带正电的N区和空穴向带负电的P区运动。经由界面层的电荷分别新能源太阳能光伏发电，将在P区和N区之间发作一个向外的可测试的电压。此时可在硅片的两边加上电极并接入电压表。对晶体硅太阳能电池来说，开路电压的典型数值为0.5～0.6V。经由光照在界面层发作的电子-空穴对越多，电流越大。界面层接纳的光能越多，界面层即电池面积越大，在太阳能电池中组成的电流也越大。太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向区，接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。太阳能电池与蓄电池组成系统的电源单元，因此蓄电池性能直接影响着系统工作特性。（1）电池单元：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（阵列）。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。（2）电能储存单元：太阳能电池产生的直流电先进入蓄电池储存，蓄电池的特性影响着系统的工作效率和特性。蓄电池技术是十分成熟的，但其容量要受到末端需电量，日照时间（发电时间）的影响。因此蓄电池瓦时容量和安时容量由预定的连续无日照时间决定。三，设置原理由于现今太阳能电池发电技术中所受外部环境影响与转换效率的限制，太阳能光伏发电系统的设计需要考虑的因素：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，逆变器，交流配电柜、自动太阳能跟踪系统、自动太阳能组件除尘系统等设备组成。其各部分设备的作用是：太阳能电池在有光照（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。太阳能电池原材料特点：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。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1200nm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。2.蓄电池组其作用是贮存太阳能电池方阵受光照时发出的电能并可随时向负载供电。太阳能电池发电对所用蓄电池组的基本要求是：a.自放电率低；b.使用寿命长；c.深放电能力强；d.充电效率高；e.少维护或免维护；f.工作温度范围宽；g.价格低廉。目前我国与太阳能发电系统配套使用的蓄电池主要是铅酸蓄电池和镉镍蓄电池。配套200Ah以上的铅酸蓄电池，一般选用固定式或工业密封式免维护铅酸蓄电池，每只蓄电池的额定电压为2VDC；配套200Ah以下的铅酸蓄电池，一般选用小型密封免维护铅酸蓄电池，每只蓄电池的额定电压为12VDC。3.充放电控制器是能自动防止蓄电池过充电和过放电的设备。由于蓄电池的循环充放电次数及放电深度是决定蓄电池使用寿命的重要因素，因此能控制蓄电池组过充电或过放电的充放电控制器是必不可少的设备。4.逆变器是将直流电转换成交流电的设备。由于太阳能电池和蓄电池是直流电源，而负载是交流负载时，逆变器是必不可少的。逆变器按运行方式，可分为独立运行逆变器和并网逆变器。独立运行逆变器用于独立运行的太阳能电池发电系统，为 独立负载供电。并网逆变器用于并网运行的太阳能电池发电系统。逆变器按输出 波型可分为方波逆变器和正弦波逆变器。方波逆变器电路简单，造价低，但谐波 分量大，一般用于几百瓦以下和对谐波要求不高的系统。正弦波逆变器成本高， 但可以适用于各种负载。 逆变器保护功能：a、 过载保护；b、短路保护；c、接反保护；d、欠压保 护；e、过压保护；f、过热保护。 5.交流配电柜 其在电站系统的主要作用是对备用逆变器的切换功能，保证系统的正常供电， 同时还有对线路电能的计量。 五，系统分类 太阳能光伏发电系统分为独立光伏发电系统、并网光伏发电系统及分布式光 伏发电系统： 1、独立光伏发电系统也叫离网光伏发电系统。主要由太阳能电池组件、控 制器、蓄电池组成，若要为交流负载供电，还需要配置交流逆变器。 2、并网光伏发电系统就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成 符合市电电网要求的交流电这后直接接入公共电网。并网光伏发电系统有集中式 大型并网光伏电站一般都是国家级电站，主要特点是将所发电能直接输送到电网， 由电网统一调配向用户供电。但这种电站投资大、建设周期长、占地面积大，发 展难度较大。而分散式小型并网光伏系统，特别是光伏建筑一体化发电系统，由 于投资小、建设快、占地面积小、政策支持力度大等优点，是并网光伏发电的主 3、分布式光伏发电系统，又称分散式发电或分布式供能，是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电供电系统，以满足特定用户的需求，支持现 存配电网的经济运行，或者同时满足这两个方面的要求。 分布式光伏发电系统的基本设备包括光伏电池组件、光伏方阵支架、直流汇 流箱、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜等设备，另外还有供电系统监控装 置和环境监测装置。其运行模式是在有太阳辐射的条件下，光伏发电系统的太阳 能电池组件阵列将太阳能转换输出的电能，经过直流汇流箱集中送入直流配电柜， 由并网逆变器逆变成交流电供给建筑自身负载，多余或不足的电力通过联接电网 来调节。 六，系统优劣优点 1、太阳能取之不尽，用之不竭，地球表面接受的太阳辐射能，能够满足全 球能源需求的1 万倍。只要在全球4%沙漠上安装太阳能光伏系统，所发电力就 可以满足全球的需要。太阳能发电安全可靠，不会遭受能源危机或燃料市场不稳 定的冲击； 2、太阳能随处可处，可就近供电，不必长距离输送，避免了长距离输电线、太阳能不用燃料，运行成本很低； 4、太阳能发电没有运动部件，不易用损坏，维护简单，特别适合于无人值 守情况下使用； 5、太阳能发电不会产生任何废弃物，没有污染、噪声等公害，对环境无不 良影响，是理想的清洁能源； 6、太阳能发电系统建设周期短，方便灵活，而且可以根据负荷的增减，任 意添加或减少太阳能方阵容量，避免浪费。 缺点 1、地面应用时有间歇性和随机性，发电量与气候条件有关，在晚上或阴雨 天就不能或很少发电； 2、能量密度较低，标准条件下，地面上接收到的太阳辐射强度为1000W/M^2。 大规格使用时，需要占用较大面积； 3、价格仍比较贵，为常规发电的3~15 倍，初始投资高。 4、以目前的科学技术来讲，利用太阳能来发电，设备成本高，却太阳能利 用率较低，不能广泛应用，目前主要用在一些特殊环境下，如卫星等。 七，应用领域 一、用户太阳能电源 （1）小型电源10-100W不等，用于边远无电地区如高原、海岛、牧区、 边防哨所等军民生活用电，如照明、电视、收录机等；（2）3-5KW家庭屋顶并 网发电系统；（3）光伏水泵：解决无电地区的深水井饮用、灌溉。 二、交通领域 如航标灯、交通/铁路信号灯、交通警示/标志灯、高空障碍灯、高速公路/ 铁路无线电话亭、无人值守道班供电等。 三、通讯/通信领域 太阳能无人值守微波中继站、光缆维护站、广播/通讯/寻呼电源系统；农村 载波电话光伏系统、小型通信机、士兵GPS 供电等。 四、石油、海洋、气象领域 石油管道和水库闸门阴极保护太阳能电源系统、石油钻井平台生活及应急电 源、海洋检测设备、气象/水文观测设备等。 五、家庭灯具电源 如庭院灯、路灯、手提灯、野营灯、登山灯、垂钓灯、黑光灯、割胶灯、节 六、光伏电站10KW-50MW独立光伏电站、风光（柴）互补电站、各种大型停车厂充电