浅谈太阳能光伏发电系统原理和设计应用

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1、浅谈太阳能光伏发电系统原理和设计应用　　摘要：随着人们对可再生新能源的探求，人们对太阳能这种取之不尽用之不竭的能源越来越重视和研究，太阳能发电正在成为可再生能源的重要组成部分。本章内容主要介绍了太阳能光伏发电系统的基本工作原理、组成情况，并分析了太阳能光伏发电系统的整体设计和在目前的主要应用情况。关键词：太阳能；光伏发电；光伏电池组件；Abstract:Alongwiththepeopletosearchfornewandrenewableenergy,peopleontheinexhaustiblebeinexhaustiblesolarenergymo

2、reandmoreattentionandresearch,solarpowerisbecominganimportantpartofrenewableenergy.Thischaptermainlyintroducesthebasicworkingprinciple,solarphotovoltaicpowergenerationsystem,andanalyzestheoveralldesignofsolarphotovoltaicgenerationsystemandmainapplicationsinthepresent.Keywords:sola

3、renergy;PV;photovoltaicbatterycomponent中图分类号：TK511文献标识码：A文章编号：2095-21048随着综合国力的大力提升，人们对能源的需求量越来越大，能源的供应量日益紧张，而核能的发展又受到很多条件的限制，因此能源问题已经成为制约社会发展的关键问题，能源的结构也面临着巨大的挑战，因此尝试发展新的可再生能源已经成为社会发展亟待解决的问题。太阳能最为一种新型的、最安全、最环保、最取之不尽、用之不竭的新能源，越来越得到人们的日益关注和重视。据报道显示：我国国土面积的70%左右日照都在2200h以上，陆地表面每年接受太

4、阳能的辐射相当于4.9万亿的标准煤，与我国的三峡工程相比，若其全部用于发电相当于上万个三峡发电量的总和，因此，太阳能的应用前景十分广阔。随着新科技的发展，人们对于合理利用太阳能有了进一步的发展，太阳能光伏发电在我国的研究情况也得到了极大的重视，正成为我国再生能源的主要组成部分。本文主要介绍太阳能光伏发电的基本工作原理、组成情况，并分析探讨了光伏发电系统的设计及应用情况。1、太阳能光伏发电系统的工作原理8基本工作原理：利用光生伏打效应原理制成的太阳能电池将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统。白天，当太阳光照在光伏电池组件时，在半导体的P-N结上，会形成新的极

5、性相反的电子—空穴对，这些载流子在P-N结中电场的作用下，空穴和电子分别发生移动形成电路，从而获得能量。产生的能量分为两部分：一部分供给负载工作，另一部分给蓄电池充电。当没有阳光时，这是光伏电池就无法工作，给负载供电的任务就由蓄电池来完成。2、太阳能光伏发电系统的组成情况系统主要由以下几部分组成：光伏电池组件、蓄电池组、太阳能控制器、逆变器和DC-DC变换装置组成。2.1、光伏电池组件：主要作用是当太阳光照在上面时，电池吸收光能并将太阳能转化成电能，是光伏发电系统最基本的组成部分。一般为硅电池，可分为三种类型：单晶硅、多晶硅及非晶硅。2.2、蓄电池组：主要

6、作用是存贮产生的电能，当光线不足或者晚上时，将电能释放供负载使用，是一种储能部件，在选择存储容量时，要与光伏电池组件的容量保持一致。2.3、太阳能控制器：主要作用是规定和控制蓄电池的充、放电条件，对负载的电能输出，保证任何条件都可输出最大功率。2.4、逆变器：主要作用是将储存的电能由直流变成交流。2.5、DC—DC变换装置：主要作用是通过控制功率元件的通断，将输出的低压变为高压，保证能输出稳定的高压直流电。3、太阳能光伏发电系统的设计8要设计太阳能光伏发电系统，主要设计两个方面的内容：容量和硬件。容量设计一般包括以下几个部分的计算：负载用电量、太阳能光伏电

7、池组件、蓄电池组容量及安装最佳倾角等。硬件设计一般包括以下几个部分：电池组件的选型、支架设计、逆变器及电缆的选择等，由于硬件设计比较简单，所以本文不做详细的介绍，主要介绍容量的设计。在本例中以独立式太阳能为例做着重介绍。3.1、设计的基本步骤3.1.1、收集使用太阳能地域的基本数据设计时应该首先了解所用低于的地理位置、气象资料、太阳总辐射量、直接及散射辐射量等气象情况。3.1.2、光伏电池组件的设计基本要求：满足年平均日负载的用电需求。并联的计算公式为：并联组件数量=日平均负载（AH）/{库仑效率×[组件日输出（AH）×衰减因子]}串联的计算公式为：串联组

8、件数量=系统电压（V）/组件电压（V）3.1.3、蓄电池组的设计基