光伏发电工程技术教学课件作者詹新生项目1光伏发电系统的组成及分析课件

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1、《光伏发电工程技术》电子课件项目1光伏发电系统的组成及分析1任务1.1光伏发电系统的组成及分析2任务1.2光伏发电系统案例分析-光伏发电站21.1.1太阳能电池工作原理1.半导体的基础知识在自然界中，物体根据导电性能和电阻率的大小分为三类，导体、半导体、绝缘体。（1）共价键结构项目1光伏发电系统的组成及分析任务1.1光伏发电系统的组成及分析3（2）本征半导体纯净的半导体称为本征半导体。本征半导体中电子和空穴总是成对地出现，称为电子一空穴对。项目1光伏发电系统的组成及分析任务1.1光伏发电系统的组成及分析4（3）P型半导体在本征半导体(锗或硅)中掺入三

2、价元素硼形成P型半导体。P型半导体中，空穴是多数载流子，电子是少数载流子。项目1光伏发电系统的组成及分析任务1.1光伏发电系统的组成及分析5（4）N型半导体在本征半导体(锗或硅)中掺入五价元素磷形成N型半导体。N型半导体中，电子是多数载流子，空穴是少数载流子。项目1光伏发电系统的组成及分析任务1.1光伏发电系统的组成及分析6（5）PN结把P、N型两种半导体材料通过特殊的工艺放在一起形成PN结。项目1光伏发电系统的组成及分析任务1.1光伏发电系统的组成及分析72.太阳能电池工作原理（光生伏打效应）晶体中大量电子能级分布组成密集的能级带，称为能带。其中“

3、价带”能级最低，“导带”能级最高。处于导电状态的能级区域称为导带。导带与价带之间区域称为禁带。项目1光伏发电系统的组成及分析任务1.1光伏发电系统的组成及分析8当太阳能电池受到阳光照射时，电子接受光能，向N型区移动，使N型区带负电，同时空穴向P型区移动，使P型区带正电。这样才使得PN结两端产生电势差，即电压。项目1光伏发电系统的组成及分析任务1.1光伏发电系统的组成及分析93.太阳能电池等效电路太阳能电池等效电路有理想形式和实际形式，如图1-8所示。项目1光伏发电系统的组成及分析任务1.1光伏发电系统的组成及分析104.光伏发电的优缺点（1）光伏发电

4、的主要优点①太阳能取之不尽，用之不竭。②应用范围广。③太阳能处处可得到，不必远距离运输，避免长距离输电线路的损失。④不用燃料，运行成本很低。⑤无机械转动部分，操作、维护简单，运行稳定可靠。⑥太阳能发电过程中不易产生污染废弃物，是理想的清洁能源。⑦太阳能发电系统建设周期短，方便灵活，可以根据负荷的增减，任意添加或减少太阳能方阵，避免浪费。⑧太阳能电池生产资料丰富。硅材料储量丰富，地壳丰度在氧元素之后，列第二位，达到26％之多。⑨能量回收期短。项目1光伏发电系统的组成及分析任务1.1光伏发电系统的组成及分析11（3）光伏发电的主要缺点①能量密度低。②占地

5、面积大。③地面应用时有间歇性，在晚上或阴雨天不能或很少发电。④成本高。项目1光伏发电系统的组成及分析任务1.1光伏发电系统的组成及分析125.我国太阳能资源按接受太阳能辐射量的大小，全国大致上可分为五类地区。一类地区：全年日照时数为3200～3300小时，辐射量在670～837×104kJ/cm2·a。相当于225～285kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括青藏高原、甘肃北部、宁夏北部和新疆南部等地。这是我国太阳能资源最丰富的地区。二类地区：全年日照时数为3000～3200小时，辐射量在586～670×104kJ/cm2·a，相当于200～225kg

6、标准煤燃烧所发出的热量。主要包括河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部等地。此区为我国太阳能资源较丰富区。项目1光伏发电系统的组成及分析任务1.1光伏发电系统的组成及分析13三类地区：全年日照时数为2200～3000小时，辐射量在502～586×104kJ/cm2·a，相当于170～200kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、江苏北部和安徽北部等地。四类地区：全年日照时数为1400～2200小时，辐射量在

7、419～502×104kJ/cm2·a。相当于140～170kg标准煤燃烧所发出的热量。主要是长江中下游、福建、浙江和广东的一部分地区，春夏多阴雨，秋冬季太阳能资源还可以。五类地区：全年日照时数约1000～1400小时，辐射量在335～419×104kJ/cm2·a。相当于115～140kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括四川、贵州两省。项目1光伏发电系统的组成及分析任务1.1光伏发电系统的组成及分析141.1.2光伏发电系统的组成光伏发电系统通常由太阳能电池组件（太阳能电池板）、蓄电池组、控制器、逆变器、电缆等几部分构成，如图1-9所示。项目1光伏

8、发电系统的组成及分析任务1.1光伏发电系统的组成及分析151．太阳能电池组件太阳能电池组件也叫太阳能电池板，