光伏发电技术系列讲座_1_光伏发电原理及发展现状new

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1、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：1671TheSeries

2、ofLecturesonPhotovoltaicPowerTechnology（Part1）PrincipleandDevelopmentofPhotovoltaicPowerWANGHonghua（DepartmentofAutomationEngineering，HohaiUniversity，Nanjing210098，China）Abstract：Thispaperdescribestheprincipleandstructureofphotovoltaicpowersystem，andpres

3、entsthelatestdevelopmenttrendandresearchprogressofphotovoltaicpowertechnologies．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。

4、“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

5、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］IN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

6、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-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

7、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=UpmaxI

8、pmax），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＜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－Tref）1000大功率Pmax（UpmaxIp