光伏发电基础知识

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1、木文由天才范贡献pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT,或下载源文件到木机杳看。（一）光伏发电简介：光伏发电是利用光生伏打效应，使太阳光辐射能转变成电能的发电方式，是当今太阳光发电的主流。太阳光发电是无需通过热过程直接将光能转变为电能的发电方式，它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光牛物发电。光伏效应就是当物体受到光照射时，物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。早在1839年，法国物理学家贝克勒尔意外地发现，用两片金属浸人溶液构成的伏打电池，在受到阳光照射

2、时会产牛•额外的伏打电势，他把这种现象称为光牛伏打效应。后來有人发现当太阳光或其他光照射半导体的PN结时，就会在PN结的两边出现电压，叫做光生电压，如果使PN结短路，就会产生电流。人们把能够产生光生伏打效应的器件称为光伏器件。由于半导体PN结器件在阳光下的光电转换效率最高，所以通常把这类光伏器件称为太阳能电池，也称光电池或太阳电池。太阳能电池是太阳能光伏发电的核心组件。1954年，美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳电池，由此诞牛了将太阳光能转换为电能的实川光伏发电技术。

3、近年来A阳能电池的转换效率得到提高，光伏发电技术逐渐成熟。现在比较成熟的光伏元件是硅元件，分为晶体硅和非晶体硅。晶体硅H前能规模生产的产品发电效率在13%一17%,非晶体硅效率在7%—10%左右。即lm电池板在lkw太阳能最的照射下，分别产生130一170Wp和70—lOOWp的电能（电池板发电能力以Wp來表示，读作“峰瓦”，表示电池板在标准条件下所产生的电力）。由于晶体硅比非晶体硅的发电效率高，所以冃前市场上晶体硅太阳电池（包括单晶硅、多晶硅电池）占主导地位。2（二）光伏发电的特点：（1）资源优势

4、能源问题是世界众多焦点问题Z首。2006年全球人口已经突破65亿，能源需求折合成发电装机容量为14.5TW,2050年全世界人口将达到90多亿，折合电力装机容量接近60TWoM时主要靠可再住能源來解决。可是世界上水能资源经济可开发量只有0.9TW；风能实际可开发资源2TW；生物质能3TW。只有太阳能是唯一能够保证人类能源需求的能量来源,其潜在资源120000TW,实际町利用资源高达600TWo因此太阳能是替代潜力最大的町再生能源技术，在未来能源结构占据着十分重要的地位。（2）发电特征光伏发电时利用太

5、阳电池直接把太阳辐射能转变成电能的一种发电方式，发电过程简单,没有机械转动部件，不消耗燃料和水，不排放包括温室气体等任何其他物质，无噪声、无污染，与环境友好；太阳能资源分布广泛且取之不尽、用之不竭，受地域影响小；与建筑结合可节省大量宝贵土地资源；系统安装具有模块性质，拆卸迁移，易于增容；发电可实现无人值守，维护成木低；发电系统稳定可靠，使用寿命长（30年以上）；制造太阳电池的硅占地球元素成分的25.8%，其含量是地球上第二大元索。（3）成本高现有的高转换效率的太阳能电池是在高质量的硅片上制成的，这是

6、制造硅太阳能电池最费钱的部分。由于我国太阳能产业起步较晚，使得我国高纯度硅的制备技术与国际先进水平有很人的差距。中国的太阳能电力企业人多从欧洲和日木高价进口晶体硅，加工制成太阳能电池后，再返销回当地。这其屮，占太阳能电池成本70%以上的高纯度硅材料,95%以上都需要进口。加上国家没有有效的扶持政策，使得太阳能光伏发电的上网电价过低，这进一步影响了国内太阳能光伏产业的发展。冃前，国内主要从事太阳能电池板等低附加值、劳动密集程度高的牛产。而且产品主要用于岀口。此外，我国光伏发电的配套技术还不成熟,也是影

7、响太阳能光伏产业发展的瓶颈。如并网逆变控制产品还没冇实现自主研发商业化生产，产品可靠性、主要依赖进口独立系统中的蓄电池技术还不过关，寿命低。（三）光伏发电系统基本结构：DC照明负载太阳能电池板控制器DCDC-AC逆变器AC蓄电池AC其它负载照明负载其它负载（1）太阳能电池板单一的光伏元件的发电量很有限,使用屮的太阳能电池板是由很多个光伏元件并联组成。它们排列成陈列形式，并用钢化玻璃进行封装，可承受冰雹和强风的袭击。太阳能电池板的使用温度一般为-40〜+60°C,使用寿命为20〜25年。现在对太阳能电

8、池的研究主要集中在提高光电转换效率和降低成木上。捉髙太阳能电池组件的转换率、降低单位功率造价是A阳能光伏发电产业化的重点和难点。（2）蓄电池蓄电池将太阳能电池板产生的电能储存起来,当光照不足或晚上，或者负载需求人于太阳能电池板所发的电最时，将存储的电能释放以满足负载的能量需求，它是太阳能光伏系统的储能部件。（3）控制器控制器対蓄电池的充、放电条件加以规定和控制，并按照负载的电源需求控制太阳能电池板和蓄电池对负载的电能输出，包含蓄电池过充、过放、负载过流和防反充等保护电