太阳能光伏系统概论第六章上

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1、太阳能路灯www.sqlyzm.com第6章太阳能光伏系统的基本构成太阳能光伏系统在住宅、公共以及产业等领域得到越来越广泛的应用，特别是住宅用太阳能光伏系统的应川发展比较快。根据应用领域的不同，太阳能光伏系统的构成也不同。本章主要介绍太阳能光伏系统的特点、基本构成、工作原理等。6.1太阳能光伏系统的特点太阳能光伏系统所利用的能源是太阳能，由半导体器件构成的太阳电池是该系统的核心部分，太阳能光伏系统实际应用时是作为一种分散电源使川的。因此，太阳能光伏系统具有如下特点：1.从所使用的能源来说，太阳能发电所使用的能源是太阳由于太阳能的总员极其巨大，因此它是一

2、种取之不尽、少月之不竭的能源。它不产生排放物、无公害，又是一种最清洁的能源。而且它可以在地球上的任何地方使川，因此使非常方便。但使下这种能源发电会随季节、天气、时刻的改变而产生波动;2.太阳能发电使用的是固体无可动部分，无噪音.检修维护简便;太阳电池以模块为单位，可报据月户的需要便地选择所需容址;组州’太阳能路灯www.sqlyzm.com太阳能路灯www.sqlyzm.com可大生产，使成本降低;由于较轻，。安放在房顶.、墙面、空地等处，可有效利用土地不需要运送燃料远地区可方使使用;建设周期短，设计、规划比较灵活;3.由于太阳能光伏系统可作为一种分散

3、型发电系统，离负荷较近，所以输电损失以及输电成本较低;可根据当fL的负荷情况灵活地选择系统的容量;可使电源多样化，提高电力系统的可锥性;可改善配电系统的运转特性、如实现高速拉制、无功功率控制等。6.2太阳能光伏系统的基本构成从图6.1为太用能光伏系统的构成，太阳能光伏系统主要由太阳电池阵列、功率调节器、蓄电池(根据情况可不用)、负载以及控制保护装置等构成。太阳能路灯www.sqlyzm.com太阳能路灯www.sqlyzm.com太阳电池阵列接收来自太阳的光能产生直流电能;功率调节器由逆变器、并网装置、系统监视保护装置以及充放电控制装,等构成.主要用未

4、将太阳电池所产生的直流电变成交流电等;蓄电池则存储剩余电能.当太阳电池不发电时或电能不足时供负载使用。由于该系统的装置在实际应用时会根据利用的情况而变，因此，太阳能光伏系统一般由太阳电池、功率调节器以及蓄电池等外围设备构成。图6.2为住宅用并网型太阳能光伏系统，它由太阳电池阵列、功率调节器、接线盒、配电盘、卖电、买电用电度表以及台架等没备构成。太阳能路灯www.sqlyzm.com太阳能路灯www.sqlyzm.com6.3太阳电池芯片、组件及阵列6.3.1太阳电池芯片太阳电池由将太阳的光能转变成电能的址小单元，即太阳电她单元(SolarCell)构成

5、。它山约10cm角长的板状硅片形成PN结半导下本器件构成。无负载电压约为0.5v。除了特殊情况外，太阳电池单元一般不单独使用。6.3.2太阳电池组件太阳电池组件(SolarModule)由装人数十枚的太阳电池芯片，根据所需的电压、出力进行组合而成。太阳电池组件的转换效率根据不同类型的电池而不同，单晶硅的太阳电池为12%-15%，多晶硅的太阳电池为10%一13%，非品硅以及化合物半导体太阳电池(CdS，CdTe等)为6%一9%。6.3.3太阳电池阵列对太阳电池组件进行必要的组合，然后安装在房顶等处而构成太阳电池全体称为太阳电池阵列(SolarArray)

6、。太阳电池阵列由枚太阳电池组件经串、并联而成的组件群以及支撑这些组件群的架构成。图6.3为太阳电池单元、太阳电池组件以及太阳电池阵之间的关系。太阳能路灯www.sqlyzm.com太阳能路灯www.sqlyzm.com太阳电池阵列由多枚太阳电池组件根据所需的直流电压以及出力进行串联、并联而成，一般用金属构件将太阳电池组件固定在屋顶等处。太阳电池阵列的面积，如设置3kw的太阳能光伏系统一般需要约30M²，的屋顶面积。当然，使用功率较大的太阳电池组件时，所需太阳电池阵列的面积会减少表示太阳能光伏系统的容量用标准条件下的太阳电池阵列的出力来。由于太阳能光伏系

7、统的出力受日照强度、温度的影响，为了统一标准，一般用铃照弧度为1kW/m²，温度为25℃的所谓标准条件时的最大出力作为标准大佩电池阵列的出力。太阳能路灯www.sqlyzm.com太阳能路灯www.sqlyzm.com6.3.4太阳电池阵列的电路构成太阳电池阵列的电路图如图6.4所示，由太阳电池组件构成的纵列组件(String)、逆流防止元件(二极管)Ds、旁路元件(二极管)Db以及接线盒等构成。纵列组件是根据所需输出电压将太阳电池组件串联而成的电路。各纵列组件经逆流防止元件并联构成。当太阳电池组件被鸟粪、树叶、日影援盖的时候，太阳电池组件几汤乎不能发

8、电。此时，各纵列组件之间的电压会出现不相等的情况，使各纵列组件之间的电压失去平衡，导致出现各纵