光伏发电技术系列讲座_1_光伏发电原理及发展现状

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1、光伏发电技术系列讲座_1_光伏发电原理及发展现状本文由lmj2003126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。·技术讲座·王宏华·光伏发电原理及发展现状光伏发电技术系列讲座（1）光伏发电原理及发展现状王宏华（河海大学自动化工程系，江苏南京210098）摘要：阐述了太阳能光伏发电系统的基本结构和工作原理，综述了国内外光伏发电技术的发展现状及发展趋势。关键词：太阳能；光伏电池；光伏阵列；光伏发电系统5276（2010）04018604中图分类号：TK51文献标志码：A文章编号：1671The

2、SeriesofLecturesonPhotovoltaicPowerTechnology（Part1）PrincipleandDevelopmentofPhotovoltaicPowerWANGHonghua（DepartmentofAutomationEngineering，HohaiUniversity，Nanjing210098，China）Abstract：Thispaperdescribestheprincipleandstructureofphotovoltaicpowersystem，andpresentsthelates

3、tdevelopmenttrendandresearchprogressofphotovoltaicpowertechnologies．Keywords：solarenergy；solarcell；photovoltaicarray；photovoltaicpowersystem0引言众所周知，太阳能是一种用之不竭、储量巨大的清洁可再生能源，每天到达地球表面的辐射能量相当于数亿万［1］桶石油燃烧的能量，太阳能开发与利用正逐步成为各国政府重点发展的战略。热能和光能利用是太阳能应用。“光伏发电”的两种重要形式是利用光伏电池的光伏效应将太阳光的

4、光能直接转换为电能的一种可再生、无污染正在全球范围内迅猛发展，其不仅要替代部的发电方式，分化石能源，而且未来将成为世界能源供应的主体，是世界各国可再生能源发展的重点。本文阐述了太阳能光伏发电系统的基本结构和工作原理，综述了国内外光伏发电技术的发展现状及发展趋势。图1单晶硅光伏电池发电原理1光伏电池的原理及发展现状P，区分别带正、N负电，于是产生由N区指向P区的光生则有电流从P区流出，经负载从电动势；当外接负载后，N区流入光伏电池。I图2为光伏电池等效电路，其中，ph为与光伏电池面2积、入射光辐照度成正比的光生电流（1cm硅光伏电池［1］I

5、N的Iph值为16～30mA）；ID，sh分别为P-结的正向电1839年，国的EdmondBecquerel发现了“光伏效法，应”即光照能使半导体材料内部的电荷分布状态发生变N化而产生电动势和电流。光伏电池是基于半导体P-结接受太阳光照产生光伏效应，直接将光能转换成电能的能量转换器。1954年，美国Bell实验室的G．Pearson等发其原理如图1所示。明了单晶硅光伏电池，图1中，太阳光照射到光伏电池表面，其吸收具有一在内部产生处于非平衡状态的电子－空穴定能量的光子，N对；在P-结内建电场的作用下，电子、空穴分别被驱向N，区，PN从而在P

6、-结附近形成与内建电场方向相反的光N生电场；光生电场抵消P-结内建电场后的多余部分使作者简介：王宏华（1963—流、漏电流；串联电阻RS主要由电池体电阻、电极导体电阻等组成（RS一般＜1Ω）；旁漏电阻Rsh由硅片边缘不清洁或体内缺陷所致（Rsh一般为几kΩ）；RL为外接负载电IU电流；当负载开路阻，L，O分别为光伏电池输出电压、（RL=∞）时，UO即为开路电压Uoc，其与环境温度成反2比、与电池面积无关（在100mW/cm的光谱辐照度下，硅［2］光伏电池的Uoc一般为450～600mV）。与图2对应的光伏电池解析模型为［1］：），江苏泰州

7、人，男，博士，现为河海大学教授、博士生导师。研究方向为新型交直流电力传动等。http：∥ZZHD．chinajournal．net．cnEmail：ZZHD@chainajournal．net．cn《机械制造与自动化》·186··技术讲座·王宏华·光伏发电原理及发展现状图3表明，一定的温度、照度下，光伏电池对应存在一Pmax=UpmaxIpmax），个可能的最大功率输出运行点（但实际工作点则是光伏电池伏安特性与负载伏安特性的交点。R*R图3（a）中，给出了3条不同阻值RL1，L，L2的电阻负载其与光伏电池伏安特性的3伏安特性（RL1＜RL

8、＜RL2），M，个交点A，B则为对应的3个实际工作点，只有当负载*电阻RL=RL时光伏电池才运行在最大功率点M，输出最图2光伏电池等效电路IL=Iph－ID－IshIph=IscS+CT（T－