挑战杯光伏发电应用

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1、光伏发电的应用张勇朱建中（辽宁工业大学,锦州，121000）摘要：太阳能发屯作为一种典型的新能源发电方式具冇可持续发展和绿色环保两大优势。在太阳能发电的众多课题中，三相并网型光伏发电具有更高的实用价值和研究意义。关键词：光伏发电系统；可持续发展；实用价值1.引言太阳能光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为屯能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护口J形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。如今随着中国的经济发展，可用资源越来越少，而光伏资源却储备丰富，理论储量达每年17

2、000亿吨标准煤,太阳能资源开发利用的潜力非常广阔。中国地处北半球，南北距离和东西距离都在5000公里以上。在中国广阔的土地上，有着丰富的太阳能资源。大多数地区年平均日辐射量在每平方米4千瓦吋以上，西藏F1辐射量最高达每平米7千瓦时。年口照时数大于2000小时。与同纬度的其他国家相比，与美国相近，比欧洲、仃本优越得多，因而冇巨大的开发潜能2.光伏发电的背景及意义2.1.1当今世界，社会与时俱进，科学技术飞速发展，人们对能源的需求量也日益增长。2.1.2现在，虽然一些可再生资源频频（核能，风能、水能等）投入应用，但毕竟只占微乎其微的部分，占有主要部分的依旧是

3、不可再生能源（煤、石油、天然气）。不可再生资源数量有限，因此，寻求并犬力发展可再生资源是解决能源危机的必经之路。2.2目前，化石燃料的大量使用，给环境带來了严重的破坏，引起了温室效应、全球变暖、农林水产资源的人量减少等。如果再不采取积极有效的保护措施,将成为人类的一大灾难。因此保护环境已经成为人类越來越重视的课题。2.3世界能源协会W玖WorldEnergyCouncil）的预测：到2050年，世界的可再生能源将会到达&7TW-15.0TW（1TW=1012W）,而到时候全社会能量总需求为26.3TW-33.0TWo由此见得，在21世纪，可再生能源将成为世

4、界上口渐兴起的能源。水能发屯和地热能是当今可再生资源的主力军，而太阳能光伏发电和风力发电只占一小部，在水屯和地热的开发上，我们已经有了很大的进展，在未来的十几年内，太阳能光伏发电技术和风力发电技术该成为我们研究的主要方向。2.4太阳能是大自然捉供给我们取Z不尽，用Z不竭而又清洁的资源，地球上99.8%的能量最初都来自太阳能。太阳能光伏发电是产生新能源的一种高新技术，具有独特的优势和巨大的开发利用潜力。太阳能发电，能够在自然界不断生成并得到冇规律的补充，而且储存量巨大，可以说用之不尽，用Z不竭，因此我们不用考虑能源的枯竭。另一方而，利用太阳能进行太阳能光伏发

5、电，所产生的是一种清洁的绿色能源，不会给空气带来污染、破坏生态环境，从根源上减缓了全球变暖的速度，是其他资源不可比拟的；太阳能资源具冇绝对的安全性，并网电压一般在220V以下；太阳能分布范围广泛，在大多数地区都具冇普遍性，可就地取用；太阳能光伏发电使用寿命长，容易维护且利用灵活，既可以独立用于电网运行，也可以与电网并行运作。利用太阳能发电已经是大势所趋。我们国家一种崇尚和谐社会，充分利用太阳能，冇利于保持人与自然的和谐相处，为屮国一直最去的和谐社会提供巨大的能源支持。近年来，特别是20世纪70年代，能源危机的爆发促使世界各国都在努力发展光伏发电技术，相比发

6、展屮国家，西方发达国家更加重视对太阳能的利用和研发。太阳能光伏发电的速度也H渐上涨，20世纪90年代以来一•直以30%到40%的速度上升，2004年已经达到60%的增长速度。由此可见，在科技腾飞的21世纪，太阳能光伏发电必将早世界能源结构转移屮扮演重要角色，成为21世纪的主导能源。1.构建光伏电池发电原理体系太阳能光伏发电的主要原理是根据半导体的光生伏特效应而制成的。太阳能电池是由许多个PN结构成的。当PN结被太阳光照射到时，PN结吸收一部分太阳光，另一部分光被反射，而被吸收的太阳光并不全以热能的形式被释放，其中一部分以光了的形式和组成PN结的原了价电了碰

7、撞并产生电了空穴对，并在PN结势垒区内建电场的作用卜，将电了和空穴分别驱向N、P区。使得N区有足够量的电子，P区有足够量的空穴。从而生成光生电场。生成的光生电场一部分与内建电场抵消，另外还使P区带止电，N区带负电，从而使N、P区Z间产生电动势，这种现象就是光生伏特效应。利用这个现象，如果在P、N区分别连接金属引线，连接负载，在不断的光照下，外电路产生电流，这样就形成电源，再经过串联和并联，就可以实现电能的输送，实现光电转换。3.1光伏电池的分类及特点根据材料的不同叮以把太阳电池分成硅系太阳电池、化合物系太阳电池和有机半导体系太阳电池等类型。其中硅系太阳电池

8、还可分为结晶硅系太阳电池和非晶硅系太阳电池两类；结晶硅系进一步划分