光伏发电技术应用研究

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1、光伏发电技术应用研宄摘要：在可再生能源中，太阳能资源是地球上分布最广泛的可再生能源，取之不尽，用之不竭。本文阐述了光伏发电的基本原理和光伏发电系统的基本构成，提出符合工程实际的光伏电池方阵、蓄电池组的计算方法，分析了最大功率点跟踪和孤岛效应。关键词：太阳能；光伏发电系统；蓄电池组；逆变器1刖旨传统的煤炭、石油等一次能源是不可再生的，终归要走向枯竭。提高能源利用效率、开发新能源、加强可持续能源的利用，是解决经济和社会快速发展过程中日益凸显的能源需求增长与能源紧缺、能源利用与环境保护之间矛盾的必然选择。太阳能是所有可再生能源类型中以其资源储存量高

2、、占用土地资源少、分布广泛等优势成为一致公认的最具开发潜力的新能源，而光伏发电更是因为其污染几乎为零及能源转换环节少的特征成为太阳能利用中最为广泛应用的一种方式，并成为各国普遍重视的一种新能源利用方式。从我国国家发展战略来看，大力开发太阳能资源是能光伏发电技术应用研宄摘要：在可再生能源中，太阳能资源是地球上分布最广泛的可再生能源，取之不尽，用之不竭。本文阐述了光伏发电的基本原理和光伏发电系统的基本构成，提出符合工程实际的光伏电池方阵、蓄电池组的计算方法，分析了最大功率点跟踪和孤岛效应。关键词：太阳能；光伏发电系统；蓄电池组；逆变器1刖旨传统的

3、煤炭、石油等一次能源是不可再生的，终归要走向枯竭。提高能源利用效率、开发新能源、加强可持续能源的利用，是解决经济和社会快速发展过程中日益凸显的能源需求增长与能源紧缺、能源利用与环境保护之间矛盾的必然选择。太阳能是所有可再生能源类型中以其资源储存量高、占用土地资源少、分布广泛等优势成为一致公认的最具开发潜力的新能源，而光伏发电更是因为其污染几乎为零及能源转换环节少的特征成为太阳能利用中最为广泛应用的一种方式，并成为各国普遍重视的一种新能源利用方式。从我国国家发展战略来看，大力开发太阳能资源是能够保证我国能源供给、实现节能减排、促进产业结构调整及

4、发展新兴战略性行业最终实现可持续发展的重要条件。2光伏发电基本原理太阳能光伏发电系统是利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种发电系统。太阳能半导体晶片上部为N型半导体，下部为P型半导体，当P型半导体和N型半导体结合在一起时，就会在接触面形成电势差，这就是PN结。光是由光子组成，而光子是包含有一定能量的微粒，能量的大小由光的波长决定，光被晶体硅吸收后，在PN结中产生成对正负电荷，PN结区域的正负电荷被分离，形成外电流场。如果将一个负载连接在太阳能电池的上下两表面间，负载将有电流流过。太阳能半导体晶片通过有序的组合形

5、成太阳能电池组件，若干太阳能电池组件构成太阳能电池方阵。3光伏发电系统构成光伏发电系统主要由太阳能光伏电池组件、控制器、蓄电池、逆变器等组成3.1太阳能光伏电池组件太阳能光伏电池组件由太阳能电池片经串并组合，并用高强度、高透光、性能强的太阳能专用钢化玻璃及高性能、耐紫外线辐射的专用密封材料层压而成，形成不同规格的电池板，即太阳能光伏发电系统的基础和核心器件。目前工程上采用的光伏电池主要有：单晶硅电池、多晶硅电池和非晶硅电池三种。3.2控制器控制器的作用是使太阳能电池和蓄电池高效、安全、可靠地工作，以获得最高效率并延长蓄电池的使用寿命。控制器对

6、蓄电池的充、放电进行控制，并按照负载的电源需求控制太阳能电池组件和蓄电池对负载的输出电能。控制器是整个光伏发电系统的核心部分，通过控制器对蓄电池充放电条件加以限制，防止蓄电池反充电、过充电及过放电。另外，控制器还应具有电路短路保护、反接保护、雷电保护及温度补偿等功能。3.3蓄电池蓄电池组是太阳能光伏发电系统中的储能装置，由它将太阳能电池方阵从太阳辐射能转换来的直流电转换为化学能储存起来，以供负载应用。由于太阳能光伏发电系统的输入能量极不稳定，所以一般需要配置蓄电池才能使负载正常工作。蓄电池容量应在满足夜晚照明的前提下，把白天太阳能电池组件的能

7、量尽量的存储下来，并能存储满足连续阴雨天夜晚照明需要的电能。但若容量过大，使蓄电池处在亏电状态，将影响蓄电池寿命，造成浪费。3.4逆变器逆变器可分为自激式振荡逆变和他激式震荡逆变按照波形可以分为方波逆变器和正弦波逆变器。主要功能是将蓄电池的直流电逆变成交流电，经过调制、滤波、升压等，得到与照明负载频率、额定电压等匹配的正弦波交流电源，供系统终端用户使用。逆变器具有电路短路保护、欠压保护、过流保护、反接保护及雷电保护等功能。4光伏发电系统设计光伏发电系统总的设计原则是在保证满足负载用电需要的前提下，确定最少的太阳能电池组件和蓄电池容量，以尽量减

8、少投资，即同时考虑可靠性及经济性。系统设计总体考虑主要是通过技术经济分析合理地确定满足要求的太阳能电池组成件数量和蓄电池容，包括安全性、可靠性方面的要求。在进行光伏