关于太阳能光伏发电系统原理探析

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1、关于太阳能光伏发电系统原理探析　　摘要:太阳能光伏发电是一种可再生的安全的清洁新能源,以其效率高、使用寿命长、不受地域限制等优点，被较为的广泛适用于航空航天、交通、城市建设、生活产品等多领域。太阳能光伏发电技术越来越受到青睐，拥有广阔的应用前景，也正在成为我国可再生能源的重要发展。本文对太阳能光伏发电系统的原理进行详细的分析阐述。关键字：光伏发电；独立系统；并网系统中图分类号：TK51文献标识码：A文章编号：0、引言8随着世界经济的飞速发展，人类对于能源的需求越来越大，造成了能源供需的矛盾与环境问题的压力已经

2、不断的暴露问题，能源结构也急需调整来面临重大的挑战。目前地球上的石能源已经被超额开采，日渐紧缺，核动力发电的发展也因为核辐射的安全技术遇到瓶颈，能源发展问题日益制约着社会经济的发展，能源压力不断增加，大力发展可再生的能源系统已经成为世界各国促进经济发展的当务之急。太阳能的取之不尽用之不竭，作为可再生的安全环保的新能源越来越受人们追捧。我国的太阳能资源非常的丰富，全国的国土面积约占2/3的日照时间在2200小时以上，也就是说我国陆地表面每年接受的太阳能辐射能量相当于4900亿吨标准煤燃烧释放的能量，如果将太阳能

3、全部都用于发电，则相当于上万个三峡工程发电量的总和，所以利用太阳能发电的项目前景十分广阔。随着新技术和新材料的不断发展，对与太阳能的利用水平将越来越成熟，太阳能光伏发电也受到我国前所未有的重视。1、光伏效应概述光伏发电系统是利用半导体材料介质的光生伏打效应，该效应的存在将照在半导体上的光能直接转变为电能的。所谓的光生伏打效应，即当物体吸收光子时产生电动势的现象，是指在物体受到光照时，物体内的电荷分布状态发生了变化因而产生了电动势和电流的一种效应。光生伏打效应主要应用在半导体的PN结上，将辐射能转换成电能。大量

4、的研究主要集中在太阳能的转换效率上，理论预期的效率为24％，仍需要不断研究提高转换效率。太阳能电池技术是太阳能光伏发电技术应用的关键元件，目前主要使用阳光下的光电转换效率最高的半导体PN结器件，将太阳能电池经过串联后对其进行封装保护，就可以制造出大面积的太阳电池组件，同时使用调节控制器等部件就形成了太阳能光伏发电系统。2、太阳能光伏发电系统的原理及组成8太阳能光伏发电系统一般可以分为独立系统、并网系统和混合系统等三类。根据其应用的形式、规模以及负载的类型可以细分为：简单直流系统；大、小型太阳能供电系统；交、直

5、流供电系统；并网系统和并网混合系统。（1）简单直流系统中的负载为直流负载，同时对于负载的使用时间没有特别的要求，该类型负载主要是在白天时使用，直接用太阳能光伏发电组件给负载供电。常常用于光伏水泵系统以及一些白天使用的临时设备设施中。（2）小型太阳能供电系统主要使用在直流负载且负载功率比较小的设备上，比较适用于解决偏远无电地区家庭基本的照明问题。大型太阳能供电系统的负载功率一般比较大，因此需要使用比较大的光伏电池组件和蓄电池组，常常使用在通信遥测监测设备等领域。（3）交、直流供电系统能够同时为直流和交流的负载提

6、供电能。交流电能是通过在系统结构上增加逆变器将直流电转换为交流电来满足交流负载的需求。（4）并网系统是将太阳能光伏电池组件产生的直流电通过并网逆变器，将直流电转换成符合市电电网要求的交流电后，接入公共电网提供给用户电能。8（5）并网混合供电系统是将太阳能光伏电池组件、市电和备用燃油发电机等发电技术的优点综合利用，其是将市电和太阳能光伏电池组件进行并行的工作，对于用户负载如果光伏电池组件所产生的电能能够满足负载的使用，则该系统将直接使用光伏电池组件产生的电能来供给负载使用，同时将多余的电能反馈到电网。如果太阳能

7、光伏电池组件不能够产生足够的电能给负载，则将启动市电来满足要求。如果市电发生故障同时光伏电池组件产生的电能不能够供负载使用，则系统将自动断开市电并启动燃油发电机组来满足负载。独立光伏发电系统的组成主要由太阳能电池、调节控制器、阻塞二极管和蓄电池等电器件组成，可以作为太阳能用户的电源系统、通讯信号的电源、太阳能路灯、为边远地区供电的系统等用途。并网太阳能光伏发电系统即在独立光伏发电系统的基础上使用逆变器将直流电转换为交流电并入电网中，同用户使用电能。如图1所示为独立太阳能光伏发电系统的结构示意图。图1太阳能光伏

8、发电系统结构示意图1.太阳能电池方阵太阳能电池方阵是由单个个体的太阳能电池进行封装，根据一定的电压和功率的要求进组合。同时也可以根据需要可由太阳能电池的小组合来构成太阳能光伏发电系统的电池方阵。根据实际经验可知，组合的太阳能电池方阵的工作电压一般是负载工作电压的1.4倍左右。2.阻塞二极管8阻塞二极管的作用是为了避免太阳能电池方阵不发电或者出现短路故障不工作时，为了使蓄电池不会通过太阳能电池放电，因