太阳能光伏发电工作原理

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1、太阳能光伏发电技术及其应用姚建曦太阳能光伏发电工作原理、运行方式及系统组成1.太阳能光伏发电的运行方式一、太阳能光伏发电的运行方式1）按供电类型分：直流供电系统交直流供电系统2）按供电特点分：独立光伏发电系统并网光伏发电系统葡萄牙南部阿马雷莱雅拍摄的莫拉太阳能发电厂安装的太阳能电池板。直流供电系统交直流供电系统独立光伏发电系统独立光伏发电系统：是未与公共网相联接的太阳能光伏发电系统，仅仅依靠太阳能电池供电的光伏发电系统或主要依靠太阳能电池供电的光伏发电系统，在必要时可以由油机发电、风力发电、电网

2、电源或其他电源作为补充。从电力系统来说，kW级以上的独立光伏发电系统也称为离网型光伏发电系统。一、太阳能光伏发电的运行方式并网光伏发电系统并网光伏发电系统：与公共电网相联接的太阳能光伏发电系统。它是太阳能光伏发电进入大规模商业发电阶段，成为电力工业组成部分之一的重要方向，是当今世界太阳能光伏发电技术发展的主流趋势。一、太阳能光伏发电的运行方式2.太阳能光伏发电系统的组成二、太阳能光伏发电系统的组成1、独立太阳能光伏发电系统根据用电负载的特点直流系统交流系统交直流系统最大区别是系统中是否带有逆变器

3、(a)直流光伏系统控制器太阳能电池方阵蓄电池组直流负载防反充二极管二、太阳能光伏发电系统的组成(b)交流光伏系统控制器太阳能电池方阵蓄电池组交流负载防反充二极管DC-AC逆变器二、太阳能光伏发电系统的组成(c)交直流光伏系统太阳能电池方阵蓄电池组交流负载防反充二极管DC-AC逆变器直流负载k1k2控制器二、太阳能光伏发电系统的组成控制器太阳能电池方阵蓄电池组交流负载逆变器气象条件过充电放电器后备能源(d)有后备能源和放电器的光伏系统二、太阳能光伏发电系统的组成1.1太阳能电池方阵太阳能电池单体是

4、光电转换的最小单元，尺寸一般为2cm×2cm到15cm×15cm不等。太阳能电池单体的工作电压约为0.45~0.5V,工作电流约为20～25mA/cm2,一般不能单独作为电源使用。将太阳能电池单体进行串并联并封装后，就成为太阳能电池组件，其功率一般为几瓦至几十瓦、百余瓦，是可以单独作为电源使用的最小单元。1、独立太阳能光伏发电系统二、太阳能光伏发电系统的组成1.1太阳能电池方阵太阳能电池组件再经过串并联并装在支架上，就构成了太阳能电池方阵，可以满足负载所要求的输出功率。单体组件方阵1、独立太阳能

5、光伏发电系统二、太阳能光伏发电系统的组成1.1太阳能电池方阵一个太阳能电池只能产生大约0.45V电压，远低于实际应用所需要的电压将太阳能电池通过导线连接成组件，一个组件上，太阳能电池的标准数量是36个或40个（10cm×10cm），这意味着一个太阳能电池能产生16V的电压，正好能为一个额定电压为12V的蓄电池进行有效地充电。当需要更高的电压和电流而单个组件不能满足要求时，可以把多个组件组成太阳能电池方阵，以获得所需的电压和电流。1、独立太阳能光伏发电系统二、太阳能光伏发电系统的组成1.2防反充二

6、极管又称阻塞二极管。其作用是避免由于太阳能电池方阵在阴雨天和夜晚不发电时或出现短路故障时，蓄电池组通过太阳能电池方阵放电。它串联在太阳能电池方阵电路中，起单向导通的作用。要求其能承受足够大的电流，而且正向电压降要小，反向饱和电流要小。一般可选用合适的整流二极管。1、独立太阳能光伏发电系统二、太阳能光伏发电系统的组成1.3蓄电池组其作用是贮存太阳能电池方阵受光照时所发出的电能并可随时向负载供电。基本要求：①自放电率低②使用寿命长③深放电能力强④充电效率高⑤少维护或免维护⑥工作温度范围宽⑦价格低廉1

7、、独立太阳能光伏发电系统二、太阳能光伏发电系统的组成1.4控制器蓄电池，尤其是铅酸蓄电池，需要在充电和放电过程中加以控制，频繁地过充电和过放电都会影响蓄电池的使用寿命。过充电会使蓄电池大量出气（电解水），造成水分散失和活性物质脱落；过放电则容易加速栅板的腐蚀和不可逆硫酸化。为了保护蓄电池不受过充电和过放电的损害，则必须要有一套控制系统来防止蓄电池的过充电和过放电，这套系统称为充放电控制器。其通过检测蓄电池的电压和荷电状态，判断蓄电池是否已经达到过充点或过放点。并根据检测结果发出继续充、放电的指令

8、。1、独立太阳能光伏发电系统二、太阳能光伏发电系统的组成1.5逆变器逆变器是将直流电变换为交流电的设备，逆变器是通过半导体功率开关的开通和关断作用，把直流电能转变为交流电能的一种变换装置，是整流变换的逆过程。逆变器及逆变技术可按输出波形、输出频率、输出相数等来分类。1、独立太阳能光伏发电系统二、太阳能光伏发电系统的组成1.6测量设备对于小型太阳能电池发电系统，只要求进行简单的测量，如蓄电池电压和充放电电流，测量所用的电压表和电流表一般就装在控制器上。对于太阳能通信电源系统、管道阴极保护系统等工业