太陽能光伏發電原理

太陽能電池與蓄電池組成系統的電(dian)(dian)源單元(yuan)，因此(ci)蓄電(dian)(dian)池性能直接(jie)影響著系統工(gong)作特性。

（1）電(dian)池(chi)(chi)單元(yuan)：由于(yu)技(ji)術和(he)材(cai)(cai)料(liao)原因，單一(yi)(yi)電(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)(de)發電(dian)量是(shi)(shi)十分有限的(de)(de)(de)，實用中的(de)(de)(de)太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)(chi)是(shi)(shi)單一(yi)(yi)電(dian)池(chi)(chi)經串、并聯組(zu)成(cheng)的(de)(de)(de)電(dian)池(chi)(chi)系(xi)統，稱為電(dian)池(chi)(chi)組(zu)件（陣列）。單一(yi)(yi)電(dian)池(chi)(chi)是(shi)(shi)一(yi)(yi)只硅晶體(ti)二極(ji)管，根據半導(dao)體(ti)材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)電(dian)子(zi)學特性，當(dang)太(tai)(tai)陽(yang)光(guang)照射(she)到由P型和(he)N型兩(liang)種不同(tong)導(dao)電(dian)類型的(de)(de)(de)同(tong)質半導(dao)體(ti)材(cai)(cai)料(liao)構(gou)成(cheng)的(de)(de)(de)P-N結上時，在(zai)(zai)一(yi)(yi)定的(de)(de)(de)條件下，太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)輻射(she)被半導(dao)體(ti)材(cai)(cai)料(liao)吸(xi)收，在(zai)(zai)導(dao)帶和(he)價帶中產生(sheng)(sheng)非平衡載(zai)流(liu)子(zi)即電(dian)子(zi)和(he)空穴。同(tong)于(yu)P-N結勢(shi)壘(lei)區存在(zai)(zai)著(zhu)較(jiao)強(qiang)的(de)(de)(de)內(nei)建(jian)靜電(dian)場(chang)，因而能(neng)在(zai)(zai)光(guang)照下形成(cheng)電(dian)流(liu)密度J，短路(lu)電(dian)流(liu)Isc，開(kai)路(lu)電(dian)壓Uoc。若在(zai)(zai)內(nei)建(jian)電(dian)場(chang)的(de)(de)(de)兩(liang)側面引出電(dian)極(ji)并接(jie)上負(fu)載(zai)，理(li)論上講由P-N結、連(lian)接(jie)電(dian)路(lu)和(he)負(fu)載(zai)形成(cheng)的(de)(de)(de)回路(lu)，于(yu)是(shi)(shi)就有“光(guang)生(sheng)(sheng)電(dian)流(liu)”流(liu)過，太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)(chi)組(zu)件就實現(xian)了對負(fu)載(zai)的(de)(de)(de)功(gong)率P輸出。

（2）電能儲存單元：太陽能電池產生的直流電(dian)(dian)(dian)先進入蓄電(dian)(dian)(dian)池儲存，蓄電(dian)(dian)(dian)池的特性影響著(zhu)系統的工作效率(lv)和特性。蓄電(dian)(dian)(dian)池技術是十分成熟的，但其容量要受到末(mo)端(duan)需電(dian)(dian)(dian)量，日(ri)照時間(jian)（發電(dian)(dian)(dian)時間(jian)）的影響。因此蓄電(dian)(dian)(dian)池瓦時容量和安時容量由預(yu)定的連續無日(ri)照時間(jian)決定。

設置原理

太陽能光(guang)伏發電(dian)系統的(de)設計需要考(kao)慮(lv)的(de)因素：

1、需要考(kao)慮太陽能光(guang)伏(fu)發電系(xi)統(tong)使用(yong)的地方以及該地日光(guang)輻(fu)射情(qing)況(kuang)；

2、需(xu)要(yao)考慮太(tai)陽能光伏發電系(xi)統(tong)需(xu)要(yao)承載(zai)的負載(zai)功率；

3、系統(tong)所輸出電(dian)壓，以及考慮應該(gai)使用直(zhi)流(liu)電(dian)還是交流(liu)電(dian)；

4、系統每天需要工作的(de)小時數；

5、如遇到(dao)沒有日光(guang)照射的陰雨天氣，系(xi)統需連續供(gong)電(dian)多少天；

6、考慮負載(zai)的情況，是純電(dian)阻(zu)性(xing)、電(dian)容性(xing)還是電(dian)感性(xing)，啟動(dong)電(dian)流(liu)的大小。

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太陽能光伏發電系統組成

光伏(fu)系統是由太(tai)(tai)陽(yang)能電池方(fang)陣，蓄電池組(zu)，充放電控制器(qi)，逆變器(qi)，交流配電柜、自(zi)動(dong)太(tai)(tai)陽(yang)能跟(gen)蹤系統、自(zi)動(dong)太(tai)(tai)陽(yang)能組(zu)件除塵系統等設(she)備組(zu)成。其(qi)各部分設(she)備的作用是：

1、太陽能電池

在(zai)有光照（無(wu)論是太(tai)陽光，還是其它發光體產生(sheng)的(de)光照）情(qing)況(kuang)下(xia)，電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)吸收光能(neng)，電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)兩(liang)端出(chu)現異(yi)號電(dian)(dian)荷的(de)積累，即(ji)產生(sheng)“光生(sheng)電(dian)(dian)壓”，這(zhe)就是“光生(sheng)伏特(te)效(xiao)應”。在(zai)光生(sheng)伏特(te)效(xiao)應的(de)作用下(xia)，太(tai)陽能(neng)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)的(de)兩(liang)端產生(sheng)電(dian)(dian)動(dong)勢，將光能(neng)轉換(huan)成電(dian)(dian)能(neng)，是能(neng)量(liang)轉換(huan)的(de)器件(jian)。太(tai)陽能(neng)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)一般為(wei)硅(gui)(gui)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)，分(fen)為(wei)單晶(jing)硅(gui)(gui)太(tai)陽能(neng)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)，多晶(jing)硅(gui)(gui)太(tai)陽能(neng)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)和非晶(jing)硅(gui)(gui)太(tai)陽能(neng)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)三種。

原材料特點：

電(dian)池(chi)片：采用高效率（16.5%以上(shang)）的單晶硅太(tai)陽能片封裝，保證太(tai)陽能電(dian)池(chi)板發電(dian)功(gong)率充(chong)足。

玻(bo)(bo)璃(li)：采(cai)用低鐵鋼化絨(rong)面玻(bo)(bo)璃(li)(又(you)稱為白玻(bo)(bo)璃(li))，厚度3.2mm,在太(tai)陽(yang)電(dian)池光(guang)譜(pu)響應(ying)的(de)(de)波長(chang)范(fan)圍內(320-1100nm)透(tou)光(guang)率達91%以上(shang)，對于(yu)大于(yu)1200 nm的(de)(de)紅外光(guang)有較高的(de)(de)反射(she)(she)率。此(ci)玻(bo)(bo)璃(li)同時能(neng)耐太(tai)陽(yang)紫(zi)外光(guang)線的(de)(de)輻射(she)(she)，透(tou)光(guang)率不下降。

EVA：采用(yong)加有抗(kang)紫外劑、抗(kang)氧化劑和(he)固(gu)化劑的厚度為0.78mm的優(you)質EVA膜層作為太陽電池的密(mi)封劑和(he)與(yu)玻(bo)璃、TPT之間的連(lian)接(jie)劑。具有較高的透(tou)光率(lv)和(he)抗(kang)老化能力。

TPT：太陽(yang)電池的(de)背面覆蓋物—氟塑料膜為(wei)白色(se)，對(dui)陽(yang)光起反(fan)射(she)作用(yong)，因此對(dui)組(zu)(zu)件的(de)效率略(lve)有(you)(you)提(ti)高(gao)(gao)，并因其具有(you)(you)較高(gao)(gao)的(de)紅(hong)外發(fa)射(she)率，還可降低組(zu)(zu)件的(de)工作溫度，也有(you)(you)利于提(ti)高(gao)(gao)組(zu)(zu)件的(de)效率。當然，此氟塑料膜首先具有(you)(you)太陽(yang)電池封裝材料所要求(qiu)的(de)耐老化、耐腐蝕、不透氣等(deng)基本要求(qiu)。

邊框(kuang)：所采用(yong)的鋁合(he)金邊框(kuang)具有高強度，抗機械沖擊(ji)能力強。也是家用(yong)太陽能發電中(zhong)價(jia)值最(zui)高的部(bu)分。

2、蓄電池組

其作用(yong)(yong)是貯存太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)方陣受光(guang)照時發(fa)出(chu)的電(dian)(dian)能(neng)并可隨(sui)時向(xiang)負載供(gong)電(dian)(dian)。太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)發(fa)電(dian)(dian)對所用(yong)(yong)蓄(xu)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)組的基本要求(qiu)是：a.自放電(dian)(dian)率(lv)低；b.使(shi)用(yong)(yong)壽(shou)命長；c.深(shen)放電(dian)(dian)能(neng)力強(qiang)；d.充電(dian)(dian)效率(lv)高；e.少維護或免維護；f.工作溫度范圍寬；g.價格低廉。目前我(wo)國與太(tai)陽(yang)能(neng)發(fa)電(dian)(dian)系統配套(tao)使(shi)用(yong)(yong)的蓄(xu)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)主要是鉛酸(suan)(suan)(suan)蓄(xu)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)和(he)鎘鎳蓄(xu)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)。配套(tao)200Ah以上的鉛酸(suan)(suan)(suan)蓄(xu)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)，一(yi)般(ban)選用(yong)(yong)固定(ding)式或工業密(mi)封式免維護鉛酸(suan)(suan)(suan)蓄(xu)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)，每只蓄(xu)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)的額定(ding)電(dian)(dian)壓(ya)為2VDC；配套(tao)200Ah以下的鉛酸(suan)(suan)(suan)蓄(xu)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)，一(yi)般(ban)選用(yong)(yong)小型密(mi)封免維護鉛酸(suan)(suan)(suan)蓄(xu)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)，每只蓄(xu)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)的額定(ding)電(dian)(dian)壓(ya)為12VDC。

3、充放電控制器

是(shi)能(neng)自動防止(zhi)蓄(xu)(xu)電(dian)(dian)池(chi)過(guo)充(chong)(chong)電(dian)(dian)和過(guo)放電(dian)(dian)的(de)設備。由(you)于蓄(xu)(xu)電(dian)(dian)池(chi)的(de)循(xun)環充(chong)(chong)放電(dian)(dian)次數及放電(dian)(dian)深度是(shi)決定蓄(xu)(xu)電(dian)(dian)池(chi)使用壽命(ming)的(de)重要因素，因此能(neng)控制蓄(xu)(xu)電(dian)(dian)池(chi)組過(guo)充(chong)(chong)電(dian)(dian)或過(guo)放電(dian)(dian)的(de)充(chong)(chong)放電(dian)(dian)控制器是(shi)必不可(ke)少的(de)設備。

4、逆變器

是(shi)將直(zhi)流(liu)(liu)電轉換(huan)成交流(liu)(liu)電的設備。由于(yu)太陽能(neng)電池和(he)蓄電池是(shi)直(zhi)流(liu)(liu)電源，而負載(zai)是(shi)交流(liu)(liu)負載(zai)時，逆(ni)變(bian)(bian)器(qi)(qi)是(shi)必不可(ke)少的。逆(ni)變(bian)(bian)器(qi)(qi)按運行(xing)方式，可(ke)分(fen)為獨(du)立(li)運行(xing)逆(ni)變(bian)(bian)器(qi)(qi)和(he)并(bing)網逆(ni)變(bian)(bian)器(qi)(qi)。獨(du)立(li)運行(xing)逆(ni)變(bian)(bian)器(qi)(qi)用于(yu)獨(du)立(li)運行(xing)的太陽能(neng)電池發電系(xi)統(tong)，為獨(du)立(li)負載(zai)供電。并(bing)網逆(ni)變(bian)(bian)器(qi)(qi)用于(yu)并(bing)網運行(xing)的太陽能(neng)電池發電系(xi)統(tong)。逆(ni)變(bian)(bian)器(qi)(qi)按輸(shu)出波(bo)(bo)型(xing)可(ke)分(fen)為方波(bo)(bo)逆(ni)變(bian)(bian)器(qi)(qi)和(he)正弦波(bo)(bo)逆(ni)變(bian)(bian)器(qi)(qi)。方波(bo)(bo)逆(ni)變(bian)(bian)器(qi)(qi)電路簡單，造(zao)價低(di)，但(dan)諧波(bo)(bo)分(fen)量大，一般用于(yu)幾百瓦以下和(he)對諧波(bo)(bo)要求不高的系(xi)統(tong)。正弦波(bo)(bo)逆(ni)變(bian)(bian)器(qi)(qi)成本高，但(dan)可(ke)以適用于(yu)各種(zhong)負載(zai)。

逆變器保(bao)護(hu)功能(neng)：a、過(guo)載保(bao)護(hu)；b、短(duan)路保(bao)護(hu)；c、接反(fan)保(bao)護(hu)；d、欠壓(ya)保(bao)護(hu)；e、過(guo)壓(ya)保(bao)護(hu)；f、過(guo)熱(re)保(bao)護(hu)。

5、交流配電柜

其在電站系(xi)統的主要作(zuo)用是對備用逆變器(qi)的切(qie)換功能，保(bao)證(zheng)系(xi)統的正(zheng)常(chang)供(gong)電，同時還有對線路電能的計量。