光伏发电系统介绍

光伏发电原理及发电系统简介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电能的一种技术。

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可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。

一、光伏效应如果光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被吸收，具有足够能量的光子能够在P型硅和N型硅中将电子从共价键中激发，以致产生电子-空穴对。

界面层附近的电子和空穴在复合之前，将通过空间电荷的电场作用被相互分离。

电子向带正电的N区和空穴向带负电的P区运动。

通过界面层的电荷分离，将在P区和N区之间产生一个向外的可测试的电压。

此时可在硅片的两边加上电极并接入电压表。

对晶体硅太阳能电池来说，开路电压的典型数值为0.5~0.6V。

通过光照在界面层产生的电子-空穴对越多，电流越大。

界面层吸收的光能越多，界面层即电池面积越大，在太阳能电池中形成的电流也越大。

二、原理太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结内建电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。

这就是光电效应太阳能电池的工作原理。

太阳能发电有两种方式，一种是光-热-电转换方式，另一种是光-电直接转换方式。

(1)光-热-电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电，一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气，再驱动汽轮机发电。

前一个过程是光-热转换过程;后一个过程是热-电转换过程，与普通的火力发电一样.太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高，估计它的投资至少要比普通火电站贵5~10倍。

(2)光-电直接转换方式该方式是利用光伏效应，将太阳辐射能直接转换成电能，光-电转换的基本装置就是太阳能电池。

太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是一个半导体光电二极管，当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光能变成电能，产生电流。

当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。

光伏发电系统简介光伏发电系统（PV System）是将太阳能转换成电能的发电系统，利用的是光生伏特效应。

光伏发电系统分为独立太阳能光伏发电系统、并网太阳能光伏发电系统和分布式太阳能光伏发电系统。

它的主要部件是太阳能电池、蓄电池、控制器和逆变器。

其特点是可靠性高、使用寿命长、不污染环境、能独立发电又能并网运行，受到各国企业组织的青睐，具有广阔的发展前景。

据智研咨询统计：2012年全球光伏发电累计装机达到97GW,2012年全球新增装机30GW，中国新增装机占全球总量的16%以上，随着国家对清洁能源产业的大力扶持，我国光伏发电系统产业将迎来发展高峰期。

是指利用光伏电池的光生伏特效应，将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统，包括光伏组件和配套部件(BOS)。

光伏发电系统技术背景据预测，太阳能光伏发电在21世纪会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。

预计到2030年，可再生能源在总能源结构中将占到30%以上，而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到10%以上;到2040年，可再生能源将占总能耗的50%以上，太阳能光伏发电将占总电力的20%以上;到21世纪末，可再生能源在能源结构中将占到80%以上，太阳能发电将占到60%以上。

这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域重要的战略地位。

在当今油、碳等能源短缺的现状下，各国都加紧了发展光伏的步伐。

美国提出“太阳能先导计划”意在降低太阳能光伏发电的成本，使其2015年达到商业化竞争的水平;日本也提出了在2020年达到28GW的光伏发电总量;欧洲光伏协会提出了“setfor2020”规划，规划在2020年让光伏发电做到商业化竞争。

在发展低碳经济的大背景下，各国政府对光伏发电的认可度逐渐提高。

[1]光伏发电系统系统形式主要有三种：1.独立光伏发电系统（离网系统）2.并网光伏发电系统3.分布式光伏发电系统独立光伏发电系统主要组成部分1. 光伏阵列2. 光伏3. 蓄电池组4. 逆变器5. 监控系统6. 负载并网光伏发电系统主要组成部分1. 光伏阵列2. 并网逆变器3. 公共电网4. 监控系统分布式光伏发电系统主要组成部分1. 光伏阵列2. 直流汇流箱3. 直流配电柜4. 并网逆变器5. 交流配电柜6. 负载7. 公共电网8. 监控系统独立太阳能光伏发电是指太阳能光伏发电不与电网连接的发电方式，典型特征为需要用蓄电池来存储夜晚用电的光伏发电系统能量。

光伏发电系统的组成及工作原理光伏发电系统主要由光伏组件、控制器、逆变器、蓄电池及其他配件组成（并网不需要蓄电池）。

根据是否依赖公共电网，分为离网跟并网两种，其中离网系统是独立运行的、不需要依赖电网。

离网光伏系统配备了有储能作用的蓄电池，可保证系统功率稳定，能在光伏系统夜间不发电或阴雨天发电不足等情况下供给负载用电。

不管何种形式，工作原理均为光伏组件将光能转换成直流电，直流电在逆变器的作用下转变成交流电，最终实现用电、上网功能。

1、光伏组件光伏组件是整个发电系统里的核心部分，由光伏组件片或由激光切割机机或钢线切割机切割开的不同规格的光伏组件组合在一起构成。

由于单片光伏电池片的电流和电压都很小，所以要先串联获得高电压，再并联获得高电流，通过一个二极管（防止电流回输）输出，然后封装在一个不锈钢、铝或其他非金属边框上，安装好上面的玻璃及背面的背板、充入氮气、密封。

把光伏组件串联、并联组合起来，就成了光伏组件方阵，也叫光伏阵列。

工作原理：太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结电场的作用下，空穴由p区流向n区，电子由n区流向p 区，接通电路后就形成电流。

其作用是将太阳能转化为电能，并送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。

组件类型：①单晶硅：光电转换率≈18%，最高可达到24%，是所有光伏组件中转换率最高的，一般采用钢化玻璃及防水树脂封装，坚固耐用，使用寿命一般可达25年。

②多晶硅：光电转换率≈14%，与单晶硅的制作工艺差不多，多晶硅的区别在于光电转换率更低、价格更低、寿命更短，但多晶硅材料制造简便、节约电耗，生产成本低，因此得到大力发展。

③非晶硅：光电转换率≈10%，与单晶硅和多晶硅的制作方法完全不同，是一种薄膜式太阳电池，工艺过程大大简化，硅材料消耗很少，电耗更低，它的主要优点是在弱光条件也能发电。

2、控制器（离网系统使用）光伏控制器是能自动防止蓄电池过充电和过放电的自动控制设备。

采用高速CPU微处理器和高精度A/D模数转换器，是一个微机数据采集和监测控制系统，既可快速实时采集光伏系统当前的工作状态，随时获得PV站的工作信息，又可详细积累PV站的历史数据，为评估PV系统设计的合理性及检验系统部件质量的可靠性提供了准确而充分的依据，还具有串行通信数据传输功能，可将多个光伏系统子站进行集中管理和远距离控制。

1、太阳能光伏发电系统的介绍1.1太阳能光伏系统简介从人类历史上而言，正因为有太阳的存在，所以在地球上才会拥有人类赖以生存的环境和人类能够出现并得以繁衍生存的原因，可见其对人类的发展有着十分重大的影响作用。

随着人类科学技术的不断发展，人们对太阳能源的利用不再局限于传统的耕种作物的光合作用，而是将其直接转换成为热能和电能等。

利用太阳能时，可以避免对环境的污染，不需要消耗地球上已有的资源，无论是安全性还是可靠性上，都是人类能源利用的首选。

从人类长远的发展战略而言，有效利用太阳能也有利于保护生态环境，产生更多的经济效益。

利用光伏发电系统，能够将太阳能进行有效的转换，从而为整个人类的生产生活提供清洁的电能，对人类社会的发展有着十分重要的影响意义。

经过长时间的研究和发展，我国已经形成了完整的太阳能电池组件的生产供应链，包括了电池组件的生产、制造、组装等各个环节。

我国一直重视对太阳能的利用，经过多年的努力，如今已经拥有世界上先进的光伏发电技术，并出口至全球各地，打造出具有竞争优势的中国品牌。

一般情况下，按照光伏发电系统不同的功能系统组成，可以将整个系统具体划分为太阳能电池、控制器、蓄电池以及逆变器。

按照其和电网是否连接的状态进行划分，又可以将其划分成为和电网连接或独立式的发电方式。

其中，独立式的发电方式主要是应用于农村民用方面，以家庭或村为单位，满足于用电需求量较少的情况，或者是十分偏远的地区，全国电网难以覆盖的地方，可以利用光伏发电来解决用电问题。

除此之外，和整个用电网络连接在一起的是并网式的光伏发电系统，这能够补充我国电能的不足，为我国工业和经济发展提供更加强力的基础保障。

我国长时间内都在大力发展清洁能源，水力发电、太阳能发电、潮汐发电等多找清洁能源发电方式的年发电量在总发电量中所占的比例越来越大。

1.2太阳能光伏发电系统类型按照光伏发电系统的结构形式和区域范围的不同，可以将其分为并网、微网以及独立发电系统这三种。

光伏发电系统的组成与配置随着能源需求的增加和环境污染的严重程度，光伏发电系统作为一种清洁能源的形式，受到了广泛关注和应用。

光伏发电系统是通过将太阳能转化为电能来满足人们的日常用电需求。

在这篇文章中，我们将介绍光伏发电系统的组成和配置，以及相关注意事项。

一、光伏发电系统的组成1. 太阳能电池板（Solar Panels）太阳能电池板是光伏发电系统的核心组件，其主要功能是将太阳能转化为直流电。

太阳能电池板通常由多个光伏电池片组成，这些电池片将光线转化为电能，然后通过电池板的输出端口输出。

2. 逆变器（Inverter）逆变器是将直流电转换为交流电的关键设备。

由于大部分电器设备需要使用交流电的形式进行工作，所以逆变器起到了将直流电转化为交流电的作用，以满足日常的用电需求。

3. 电池组（Battery Bank）电池组是光伏发电系统的能量储存单元，将光伏电池板所产生的电能进行储存，以备不时之需。

电池组通常由多个电池组成，具有一定的容量和循环寿命，可以供应短时间的备用电力。

4. 控制器（Controller）控制器是光伏发电系统的智能控制单元，用于监控和管理电池组充放电状态，保护光伏电池板和电器设备的安全运行。

5. 接线盒和配电箱（Junction Box and Distribution Box）接线盒和配电箱用于连接光伏电池板、逆变器和其他组件，将电能传输到需要的地方。

接线盒和配电箱具有防水、防尘等特性，以确保系统的安全和可靠运行。

二、光伏发电系统的配置1. 光伏电池板的安装位置光伏电池板的安装位置需要充分考虑太阳能辐射程度和遮阳情况。

一般来说，最好将光伏电池板安装在没有遮挡物的屋顶或露台上，确保能够接收到最大的太阳能辐射。

2. 逆变器的选择和布置逆变器的选择需要根据系统的总功率、工作环境和负载需求进行合理配置。

逆变器通常安装在室内，远离阳光直射和潮湿的环境，以确保其正常运行和安全性。

3. 电池组的容量规划电池组的容量规划需要根据实际用电需求和停电频率进行合理设计。

光伏发电系统太阳能光伏发电系统是利用太阳能转换为电能的一种能源利用方式。

随着科技的发展，太阳能已经成为人类能源利用的首选之一，因为它不会对环境造成污染，也不会消耗地球上的资源。

光伏发电系统是将太阳能进行有效转换的一种技术，可以为整个社会提供清洁的电能，对保护生态环境和经济发展都有着重要的影响。

我国已经形成了完整的太阳能电池组件的生产供应链，具有竞争优势的中国品牌也已经出口至全球各地。

光伏发电系统一般由太阳能电池、控制器、蓄电池以及逆变器等组成。

根据和电网是否连接的状态，可以将光伏发电系统划分为独立式和并网式两种发电方式。

独立式主要应用于农村民用，满足于用电需求量较少或偏远地区，而并网式则可以补充我国电能不足，为工业和经济发展提供基础保障。

我国一直在大力发展清洁能源，多种清洁能源发电方式的年发电量在总发电量中所占的比例越来越大。

根据光伏发电系统的结构形式和区域范围的不同，可以将其分为独立发电系统、微网发电系统和并网发电系统三种。

独立发电系统是为单个用户提供供电的系统，微网发电系统是一个较小的连网系统，而并网发电系统则是和整个电网系统进行统一连接，实现互补。

这些不同类型的光伏发电系统可以满足不同的用电需求，为人们的生产和生活提供清洁的电能。

1) 离网光伏蓄电系统是一种简单、适应性强的系统，能够在不同环境下发挥良好的作用。

然而，由于所使用的蓄电池较大，安装和搬运不便，且维护难度较大，因此限制了其使用范围。

2) 光伏并网发电系统的发电量取决于太阳光能辐射，因此会受到太阳照射角度和昼夜变化的影响而波动。

如果仅依靠自身的电量储存很可能无法满足用电需求，需要通过市电购电。

当电能充裕且用电需求量不大时，可以将多余的电力卖出，实现更好的经济效益。

3) A、B两种系统可以结合成混合系统，根据电网的电价来调整发电方案，实现更高的经济效益。

但是该系统必须形成一定规模，造价较高，运行成本难以控制。

1.3 太阳能光伏发电系统1.3.1 太阳能光伏发电系统的工作原理太阳能发电利用电池组件的半导体界面光生伏特效应将光能转换成电能。

光伏系统介绍随着环保意识的不断提高，人们开始更加关注可再生能源的使用。

光伏系统就是一种利用太阳能转化为电能的可再生能源系统。

下面将对光伏系统进行详细介绍。

一、光伏系统的组成光伏系统主要由太阳能电池板、逆变器、电网连接器和电表组成。

其中，太阳能电池板是光伏系统的核心部分，它将太阳能转化为直流电能。

逆变器则将直流电能转化为交流电能，以供家庭或企业使用。

电网连接器则将光伏系统与电网连接起来，实现能源的共享。

电表则用于测量光伏系统发电的电量。

二、光伏系统的工作原理光伏系统的工作原理是利用太阳能电池板中的光伏效应将太阳能转化为直流电能。

太阳能电池板中的光伏电池是由硅等半导体材料制成的。

太阳能电池板表面覆盖着许多太阳能电池，当阳光照射在太阳能电池板上时，太阳能电池板中的光伏电池就会发生光伏效应，将阳光转化为电能。

逆变器将直流电能转化为交流电能，以供家庭或企业使用。

三、光伏系统的优点光伏系统具有许多优点。

首先，它是一种可再生能源，没有污染物排放，对环境没有任何伤害。

其次，光伏系统的维护成本低，寿命长，可以使用20年以上。

此外，光伏系统可以帮助家庭或企业节约能源费用，对于那些电费较高的地区，光伏系统可以帮助家庭或企业降低能源消耗。

最后，光伏系统可以帮助社会减少对传统电力的需求，从而减少对传统能源的污染。

四、光伏系统的应用光伏系统已经广泛应用于家庭、企业、学校、医院等各种场所。

在家庭中，光伏系统可以帮助家庭节约能源费用，提高生活质量。

在企业中，光伏系统可以帮助企业节约能源费用，提高生产效率。

在学校和医院中，光伏系统可以提供可靠的电力支持，确保学校和医院的正常运转。

五、光伏系统的发展前景随着环保意识的不断提高，光伏系统的发展前景非常广阔。

根据国际能源署的预测，到2030年，全球光伏系统将达到2.5万兆瓦，到2040年，将达到10万兆瓦。

在我国，光伏系统的发展也非常迅速，目前我国已经成为全球最大的光伏系统生产国和光伏系统应用国之一。