光伏发电技术现状与进展

《光伏发电技术现状与进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、本文由jeff_jane贡献pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。光伏发电技术：现状与进展曾君1,2，吴捷1,2，刘俊峰3,陈渊睿1,21.华南理工大学电力学院广东广州5106402.广东省绿色能源技术重点实验室广东广州5106403.香港理工大学电机工程系电力电子研究中心香港红勘摘要：本文对光伏发电系统中的主要问题进行了全面的评述和研究。首先阐述光伏电池的发展现状和趋势，详细介绍了各种光伏电池的转换效率以及优缺点。然后综述了系统平衡部件（Balanceo

2、fSystem,BOS）各部分的发展情况，综合了大量的MPPT技术、孤岛效应的预防和逆变技术等关键部分的研究情况，并进行了对比研究和深入分析。最后，阐述了未来光伏发电系统的主要发展方向和趋势，介绍了我国光伏事业的发展现状。关键词：光伏发电系统，光伏电池，系统平衡部件，最大功率跟踪、孤岛效应、逆变控制中图分类号：TK513.4文献标识码：A0引言?能源是经济和社会发展的重要基础。在面临严峻的能源和生态危机的形势下，可再生能源的研究和发展成为各国所共同关注的重要议题。尤其是大规模集中式电网在灾难和特殊事件

3、下暴露出来的脆弱，也使得面向可再生能源的分布式发电系统得到迅速发展。20世纪80年代以来，美国、德国、日本、加拿大和荷兰等国纷纷制订了可再生能源的中长期发展规划，大力推动可再生能源的发展[1]。我国在2006年颁布了《可再生能源法》[2]，继而又在2007年颁布了《可再生能源中长期发展规划》[3]，对推动我国可再生能源的发展具有非常重要的作用和意义。太阳能作为分散式能源的一种，不仅资源丰富、取之不竭，且不受地域限制，清洁而无任何污染，被认为是最具有发展潜力的战略替代能源。近10年来，全球太阳能电池产量

4、年均增长率达到了33%，2004年的世界太阳能电池产量超过1200MW，2005年达到1818MW，2006年达到2536MW，年增长率[1]分别达到61.2％、51.5%和40%。2007年全球太阳能电池产量达到3500MW[4]。按照我国《可再生能源发展计划》，到2010年，太阳能发电总容量达到30万千万，到2020年达到180万千瓦，发展前景辉煌[3]。由此可见，光伏发电(photovoltaic,PV)必然是未来最主要的替代能源。光伏发电系统是由光伏电池组、控制器、能量储存设备及变换环节构成的

5、发电与电能变换系统，可以并网或者就近独立系统供电，形成并网光伏发基金项目：国家自然科学基金重点项目（No.60534040）,?国家863计划（No.2007AA05Z244），中国博士后科学基金（No.20080430835）?作者简介：曾君（1979‐），博士，华南理工大学电力学院新能源研究中心博士后，主要从事分散式可再生能源发电系统控制技术研究；吴捷，（1937‐），教授，博导，华南理工大学电力学院新能源中心主任，主要从事可再生能源中发电系统中控制与电力电子技术研究。电系统或者独立光伏发电系统。

6、对于并网光伏发电系统，还可进一步分为可调度式并网系统（配备少量蓄电池）和不可调度式并网系统（不配备蓄电池）。结构示意图如图1所示。?直流负载?DC/DC?变换器DC/AC?逆变器??电网交流负载蓄电池组PV方阵???控制系统?图1光伏发电系统示意图Fig.1SystemConfigurationofPVSystem本文以可调度式并网系统为对象，对光伏系统的主要问题进行讨论。文献[5]提出光伏系统由光伏电池板（PVModule）和系统平衡元部件（BalanceofSystem,BOS）组成[5]。其中B

7、OS主要包括阵列结构、输入跟踪系统、连接器件、过流保护设备、逆变器、充电控制、输出最大功率跟踪（MaximumPowerPointTracking,MPPT）、储能设备和系统控制。本文将按此分类，对光伏发电技术进行综述性研究。文章第二部分主要阐述光伏电池的发展现状和趋势，介绍主要电池种类的转换效率以及优缺点。第三部分综述BOS各部分的发展情况，主要涉及MPPT技术、孤岛效应的预防和逆变技术等关键部分的研究情况。第四部分探讨了未来光伏发电系统的主要发展趋势并对我国的现状进行了调查。希望通过本文的研究，能

8、对光伏技术的发展有一个较为全面的了解，以期引起相关科研与产业部门的关注。1光伏电池光伏电池的发展以光电效应为核心技术，最早可以追溯到1839年法国物理学家Becquerel发现光电化学效应（photoelectrochemicaleffect）。但直至20世纪80年代，在大大提高了转换效率后光伏电池的生产和应用才得到了迅猛发展，年平均增长率达到30%，尤其是近五年平均增长速度超过了50%[6]，已形成基于硅晶片和基于薄膜技术的两大技术范式。晶体硅光伏电池