太阳能发电系统培训.ppt

太阳能光伏系统的培训,一、光伏系统分类、独立太阳能供电系统、并网太阳能供电系统,1、独立直流供电系统直流供电系统主要用于邮电通信、遥测、检测等设备电源，其原理如图示,一、独立太阳能供电系统,2、独立交直流供电系统交直流供电系统除了给您提供所需直流动力外还将给您提供交流220VAC/380VAC、50HZ正弦波电力，特别适合应用于无电山村、邮电通信、边防海岛、部队及野外作业以及大型电站，其原理如图所示,3、光伏并网发电系统光伏并网发电系统通过把光伏转化为电能，不经过蓄电池储能，直接通过并网逆变器，把电能送上电网。光伏并网发电是光伏电源的发展方向.,太阳能电池的原理,太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源。也是清洁能源，不产生任何的环境污染。在太阳能的有效利用当中；大阳能光电利用是近些年来发展最快，最具活力的研究领域，是其中最受瞩目的项目之一。制作太阳能电池主要是以半导体材料为基础，其工作原理是利用光电材料吸收光能后发生光电于转换反应，根据所用材料的不同，太阳能电池可分为1、硅太阳能电池；2、以无机盐如砷化镓III-V化合物、硫化镉、铜铟硒等多元化合物为材料的电池；3、功能高分子材料制备的大阳能电池；4、纳米晶太阳能电池等。,一、硅太阳能电池,1．硅太阳能电池工作原理与结构太阳能电池发电的原理主要是半导体的光电效应，一般的半导体主要结构如下图中，正电荷代表硅原子，负电荷代表围绕在硅原子旁边的四个电子,,当硅晶体中掺入其他的杂质，如硼、磷等，当掺入硼时，硅晶体中就会存在着一个空穴，它的形成可以参照下图图中，正电荷表示硅原子，负电荷表示围绕在硅原子旁边的四个电子。而黄色的表示掺入的硼原子，因为硼原子周围只有3个电子，所以就会产生入图所示的蓝色的空穴，这个空穴因为没有电子而变得很不稳定，容易吸收电子而中和，形成P（positive）型半导体。同样，掺入磷原子以后，因为磷原子有五个电子，所以就会有一个电子变得非常活跃，形成N（negative）型半导体。黄色的为磷原子核，红色的为多余的电子。如下图。,,当P型和N型半导体结合在一起时，在两种半导体的交界面区域里会形成一个特殊的薄层，界面的P型一侧带负电，N型一侧带正电。这是由于P型半导体多空穴，N型半导体多自由电子，出现了浓度差。N区的电子会扩散到P区，P区的空穴会扩散到N区，一旦扩散就形成了一个由N指向P的“内电场”，从而阻止扩散进行。达到平衡后，就形成了这样一个特殊的薄层形成电势差，这就是PN结.,,由于半导体不是电的良导体，电子在通过p－n结后如果在半导体中流动，电阻非常大，损耗也就非常大。但如果在上层全部涂上金属，阳光就不能通过，电流就不能产生，因此一般用金属网格覆盖p－n结（如图梳状电极），以增加入射光的面积。另外硅表面非常光亮，会反射掉大量的太阳光，不能被电池利用。为此，科学家们给它涂上了一层反射系数非常小的保护膜（如图），将反射损失减小到5％甚至更小。一个电池所能提供的电流和电压毕竟有限，于是人们又将很多电池（通常是36个）并联或串联起来使用，形成太阳能光电板。,硅电池的分类,硅太阳能电池分为单晶硅太阳能电池、多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池三种。1.单晶硅太阳能电池转换效率最高，技术也最为成熟。在实验室里最高的转换效率为24.7，规模生产时的效率为15。在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位，但由于单晶硅成本价格高，大幅度降低其成本很困难，为了节省硅材料，发展了多晶硅薄膜和非晶硅薄膜做为单晶硅太阳能电池的替代产品。2.多晶硅薄膜太阳能电池与单晶硅比较,成本低廉，而效率高于非晶硅薄膜电池，其实验室最高转换效率为18,工业规模生产的转换效率为10。因此，多晶硅薄膜电池不久将会在太阳能电地市场上占据主导地位。3.非晶硅薄膜太阳能电池成本低重量轻，转换效率较高，便于大规模生产，有极大的潜力。但受制于其材料引发的光电效率衰退效应，稳定性不高，直接影响了它的实际应用。如果能进一步解决稳定性问题及提高转换率问题，那么，非晶硅太阳能电池无疑是太阳能电池的主要发展产品之一。,,多晶硅,单晶硅,独立光伏系统容量计算,太阳能电池组件配置计算1太阳能电池板的容量计算P光源功率光源工作时间17/12峰值日照时间（0.850.85）在实际工作情况下，太阳能电池组件的输出会受到外在环境的影响而降低，如泥土、灰尘的覆盖和组件性能的衰减以及风力阻碍等。通常的做法就是在计算的时候减少太阳能电池组件的输出的15（衰减因子）来解决上述不可预知和不可量化的因素。在蓄电池的充放电过程中，蓄电池会电解水产生气体逸出，太阳能电池组件产生的电流中将有1015的部分不能转化储存起来而是耗散掉，我们用蓄电池的库伦效率来评估这种电流损失。所以保守设计中有必要将太阳能电池组件的功率增加15以抵消蓄电池的耗散损失。,,（2）太阳能电池容量的计算电池容量负载功率日工作时间（存储天数1放电深度系统电压其中系统电压取决于太阳能电池板功率和负载功率的大小，其中5w80w均选用12V系统电压，80w240w选用24V系统电压。电池的容量还可根据客户的要求去稍作修改.以上计算没考虑温度的影响，若蓄电池的最低工作温度低于-20，应对蓄电池放电深度加以修改，具体修正参数可以内部商量,THANKS,,太阳能发电板发电原理太阳能电池是一对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多种，如单晶硅，多晶硅，非晶硅，砷化镓，硒铟铜等。它们的发电原理基本相同，现以晶体为例描述光发电过程。P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅，形成P－N结。当光线照射太阳能电池表面时，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了越迁，成为自由电子在P－N结两侧集聚形成了电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的实质是光子能量转换成电能的过程。,