太阳能光伏发电-复习ppt课件.ppt

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1、太阳能光伏发电工作原理、运行方式及系统组成1.太阳能光伏发电的运行方式一、太阳能光伏发电的运行方式1）按供电类型分：直流供电系统交直流供电系统2）按供电特点分：独立光伏发电系统并网光伏发电系统直流供电系统交直流供电系统独立光伏发电系统独立光伏发电系统：是未与公共网相联接的太阳能光伏发电系统，仅仅依靠太阳能电池供电的光伏发电系统或主要依靠太阳能电池供电的光伏发电系统，在必要时可以由油机发电、风力发电、电网电源或其他电源作为补充。从电力系统来说，kW级以上的独立光伏发电系统也称为离网型光伏发电系统。一、太阳能光伏

2、发电的运行方式并网光伏发电系统并网光伏发电系统：与公共电网相联接的太阳能光伏发电系统。它是太阳能光伏发电进入大规模商业发电阶段，成为电力工业组成部分之一的重要方向，是当今世界太阳能光伏发电技术发展的主流趋势。一、太阳能光伏发电的运行方式2.太阳能光伏发电系统的组成(a)直流光伏系统控制器太阳能电池方阵蓄电池组直流负载防反充二极管(避免当太阳能电池板不发电的时候蓄电池反向给电池板给电，这样就不会对电源造成损失)二、太阳能光伏发电系统的组成(b)交流光伏系统控制器太阳能电池方阵蓄电池组交流负载防反充二极管DC-A

3、C逆变器二、太阳能光伏发电系统的组成(c)交直流光伏系统太阳能电池方阵蓄电池组交流负载防反充二极管DC-AC逆变器直流负载k1k2控制器二、太阳能光伏发电系统的组成控制器太阳能电池方阵蓄电池组交流负载逆变器气象条件过充电放电器后备能源(d)有后备能源和放电器的光伏系统二、太阳能光伏发电系统的组成住宅用并网光伏系统2、并网太阳能光伏发电系统根据联网光伏系统是否允许通过供电区变压器向主电网馈电，分为可逆流与不可逆流并网光伏发电系统。可逆流系统：是在光伏系统产生剩余电力时将该电能送入电网，由于是同电网的供电方向相反

4、，所以成为逆流；当光伏系统电力不够时，则由电网供电。这种系统，一般是为光伏系统的发电能力大于负载或发电时间同负载用电时间不相匹配而设计的。二、太阳能光伏发电系统的组成太阳能电池方阵并网逆变器负载~电网可逆流系统二、太阳能光伏发电系统的组成不可逆流系统：是指光伏系统的发电量始终小于或等于负荷的用电量，电量不够时由电网提供，即光伏系统与电网形成并联向负载供电。这种系统，即使当光伏系统由于某种特殊原因产生剩余电能时，也只能通过某种手段加以处理或放弃，由于不会出现光伏系统向电网输电的情况，所以称为不可逆流系统。住宅用

5、并网光伏系统2、并网太阳能光伏发电系统二、太阳能光伏发电系统的组成太阳能电池方阵并网逆变器负载~电网不可逆流系统二、太阳能光伏发电系统的组成3.太阳能电池的工作原理当有适当波长的光照射到这个pn结太阳能电池上后，由于光伏效应而在势垒区两边产生了电动势。因而光伏效应是半导体电池实现光电转换的理论基础，也是某些光电器件赖以工作的最重要的物理效应。因此，我们将来仔细分析一下pn结的光伏效应.三、太阳能光伏发电的工作原理太阳能电池的基本工作原理＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－内建电场方向np＋－＋－光子入射（能量hν

6、）光子入射（能量hν）三、太阳能光伏发电的工作原理在pn结开路的情况下，pn结两端建立起稳定的电势差Voc，（p区相对于n区是正的），这就是光电池的开路电压。如将pn结与外电路接通，只要光照不停止，就会有源源不断的电流通过电路，p-n结起了电源的作用。这就是光电池的基本原理三、太阳能光伏发电的工作原理由上面分析可以看出，为使半导体光电器件能产生光生电动势（或光生积累电荷），它们应该满足以下两个条件：1、半导体材料对一定波长的入射光有足够大的光吸收系数α，即要求入射光子的能量hν大于或等于半导体材料的带隙Eg，

7、使该入射光子能被半导体吸收而激发出光生非平衡的电子空穴对。三、太阳能光伏发电的工作原理2、具有光伏结构，即有一个内建电场所对应的势垒区。势垒区的重要作用是分离了两种不同电荷的光生非平衡载流子，在p区内积累了非平衡空穴，而在n区内积累起非平衡电子。产生了一个与平衡pn结内建电场相反的光生电场，于是在p区和n区间建立了光生电动势（或称光生电压）。三、太阳能光伏发电的工作原理太阳能电池的结构（以n+/p型太阳能电池为例P+/n型P在上）p层为基体基区层厚度0.2~0.5mmp-n结上电极母线栅线下电极减反射膜空间电

8、荷区n层顶区层（光照面）厚度0.2~0.5m三、太阳能光伏发电的工作原理3、太阳能电池工作原理与特性太阳能电池的分类按照结构分类同质结太阳能电池：由同种材料所形成p-n结（SI、GaAS）异质结太阳能电池：由两种禁带宽度不种材料所形成p-n结(氧化锡/硅、硫化亚铜/硫化镉、砷化稼/硅)肖特基太阳能电池：利用金属－半导体界面的肖特基势垒而构成的太阳能电池(铂/硅、铝/硅)多结太阳能电池：由多个p-n