太阳能光伏发电系统组建

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1、太阳能光伏发电系统组建专业：11级光电信息工程学号：111202010123姓名：彭I成绩：引言太阳能是资源最丰富的可再生能源。具奋独特的优势和巨大的开发利用潜力，充分利用太阳能有利于保持人与自然的和谐及能源与环境的协调发展。人类对太阳能的早期利用主要是光和热。光伏发电技术的出现为太阳能利用开辟了广阔的领域。上世纪90年代以来，太阳能光伏发电的发展很快，己广泛用于航天、通讯、交通，以及偏远地区居民生活等领域。太阳能光伏发电是直接将太阳能转换为电能的一种发电形式。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

2、。通过充放电控制器对蓄电池进行充电，将光能转换成的电能贮存起来，以便夜晚和阴雨天使用；或者通过逆变器将直流电转换成交流电后与电网相连，向电网供电。1太阳能光伏发电系统的组成太阳能光伏发电技术主耍涉及太阳能电池和矩阵、电源转换（逆变器、充电器）、控制系统、储能系统、并网技术等领域，本文主要就太阳能并网电站涉及的主要技术进行综述。1.1太阳能电池方阵太阳光照在半导体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ri区流向p区，电子由p区流向n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。太阳能发电方式太阳能发电有两种方式，一种是光一热一电转换方

3、式，另一种是光一电直接转换方式。1.1.1光一热一电转换方式光一热一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气，再驱动汽轮机发电。因此，FI前只能小规模地应用于特殊的场合，而大规模利用在经济上很不合算，还不能与普通的火电站或核电站相竞争。1.1.2光一电直接转换方式光一电直接转换方式该方式是利用光电效应，将太阳輻射能直接转换成电能,光一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，是一个半异体光电二极管，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

4、流。简单的说就是:在有光照情况下，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“光生伏打效应”。在光生伏打效应的作用下，太阳能电池的两端产生电动势，将光能转换成电能，如同一个能量转换器。1.1.3太阳能电池技术发展太阳能电池技术是太阳能发电技术的主要组成部分。太阳能电池主要有以下几种类型：单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池、碲化镉电池、铜铟硒电池等。各类型电池主要性能如表1。表1.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，

5、技术成熟原料成本较高非晶硅5%-8%13%弱光效应好，成本相对较低转化率较低薄膜电池碲化塥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晶硅类电池分为单晶硅电池组件和多晶硅电池组件，两种组件最大的差别是单晶硅组件的光电转化效率略高于多晶硅组件，也就是相同功率的电池组件，单品硅组件的面积小于多晶硅组件的面积。单晶硅、多品硅人阳能电池具有制造技术成熟、产品性能稳定、使用寿命长、光电转化效率相对较高的特点。1.2控制器太阳能控制器全称为太阳能充放电控制器，是用于太阳能发电系统屮，控制多路太阳能电池方阵对蓄电池充电

6、以及蓄电池给太阳能逆变器负载供电的自动控制设备。太阳能控制器采用高速CPU微处理器和高精度A/D模数转换器，是一个微机数据采集和监测控制系统。既可快速实时采集光伏系统当前的工作状态,随时获得PV站的工作信息，又可详细积累PV站的历史数据，为评估PV系统设计的合理性及检验系统部件质量的可靠性提供了准确而充分的依据。控制器对整个系统实施过程控制，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，控制器还应具备温度补偿的功能。1.3逆变器由于太阳能电池和蓄电池是直流电源，当负载是交流负载时，逆变器是将直流电转换成交流电的必不可少的设备。逆变器按运行方式，可分为独立运行

7、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。逆变器是一种电源转换装置，太阳能逆变器的作用是将太阳能电池产生的DC电压转换成为电网兼容的AC输出。太阳能发电系统对逆变器的主要要求是可靠、效率高、波形畸变小、功率因数高。在可靠性和可恢复性方面，耍求逆变器应具有一定的