1、太陽能系統相關知識12/14/2021112/14/2021212/14/202112/14/2021412/14/20215硒光電池亦稱硒太陽能電池，是半導體光電池的一種。它具有對光敏感、受光發電的特性，并能直接將光能轉變成電能，其光電流的大小與所受光的強弱成正相關。硒光電池積分靈敏度為600UA/LM，光譜靈敏度峰值為560NM處有較好的長期穩定性。可見光 380nm 760nm ,廣泛應用于光度、色度測量儀器上的光電轉換器件如光度計、白度計、比色計、光澤度計。硒光電池對光響應的波長圍一般為250-750NM，靈敏區為500-600NM，而最高靈敏峰約在530NM12/14/2021612

2、/14/2021712/14/2021812/14/2021912/14/20211012/14/20211112/14/20211212/14/20211312/14/20211412/14/20211512/14/20211612/14/20211712/14/20211812/14/20211912/14/20212012/14/20212112/14/20212212/14/20212312/14/202124太陽能光伏發電系統太陽能光伏發電系統 太陽能光伏發電系統原理及組成太陽能光伏發電系統原理及組成1.太陽能光伏發電系統的工作原理太陽能光伏發電系統的工作原理工作原理：白天，在光照條

3、件下，太陽電池組件產生一定的電動勢，通過組件的串并聯工作原理：白天，在光照條件下，太陽電池組件產生一定的電動勢，通過組件的串并聯形成太陽能電池方陣，使得方陣電壓達到系統輸入電壓的要求。再通過充放電控制器對蓄電形成太陽能電池方陣，使得方陣電壓達到系統輸入電壓的要求。再通過充放電控制器對蓄電池進行充電，將由光能轉換而來的電能貯存起來。晚上，蓄電池組為逆變器提供輸入電，通池進行充電，將由光能轉換而來的電能貯存起來。晚上，蓄電池組為逆變器提供輸入電，通過逆變器的作用，將直流電轉換成交流電，輸送到配電柜，由配電柜的切換作用進行供電。過逆變器的作用，將直流電轉換成交流電，輸送到配電柜，由配電柜的切換作用進

4、行供電。蓄電池組的放電情況由控制器進行控制，保證蓄電池的正常使用。光伏電站系統還應有限荷蓄電池組的放電情況由控制器進行控制，保證蓄電池的正常使用。光伏電站系統還應有限荷保護和防雷裝置，以保護系統設備的過負載運行及免遭雷擊，維護系統設備的安全使用。保護和防雷裝置，以保護系統設備的過負載運行及免遭雷擊，維護系統設備的安全使用。12/14/2021252.太陽能光伏發電系統的組成光伏系統是由太陽能電池方陣，蓄電池組，充放電控制器，逆變器，交流配電柜、自動太陽能跟蹤系統、自動太陽能組件除塵系統等設備組成。其各部分設備的作用是：太陽能電池方陣：在有光照無論是太陽光，還是其它發光體產生的光照情況下，電池吸

5、收光能，電池兩端出現異號電荷的積累，即產生光生電壓，這就是光生伏打效應。在光生伏打效應的作用下，太陽能電池的兩端產生電動勢，將光能轉換成電能，是能量轉換的器件。太陽能電池一般為硅電池，分為單晶硅太陽能電池，多晶硅太陽能電池和非晶硅太陽能電池三種。蓄電池組：其作用是貯存太陽能電池方陣受光照時發出的電能并可隨時向負載供電。太陽能電池發電對所用蓄電池組的基本要求是：a.自放電率低；b.使用壽命長；c.深放電能力強；d.充電效率高；e.少維護或免維護；f.工作溫度范圍寬；g.價格低廉。目前我國與太陽能發電系統配套使用的蓄電池主要是鉛酸蓄電池和鎘鎳蓄電池。配套200Ah以上的鉛酸蓄電池，一般選用固定式或

6、工業密封式免維護鉛酸蓄電池，每只蓄電池的額定電壓為2VDC；配套200Ah以下的鉛酸蓄電池，一般選用小型密封免維護鉛酸蓄電池，每只蓄電池的額定電壓為12VDC。充放電控制器：是能自動防止蓄電池過充電和過放電的設備。由于蓄電池的循環充放電次數及放電深度是決定蓄電池使用壽命的重要因素，因此能控制蓄電池組過充電或過放電的充放電控制器是必不可少的設備。太陽能控制器是用于太陽能發電系統中，控制多路太陽能電池方陣對蓄電池充電以及蓄電池給太陽能逆變器負載供電的自動控制設備。太陽能控制器采用高速CPU微處理器和高精度A/D模數轉換器，是一個微機數據采集和監測控制系統。既可快速實時采集光伏系統當前的工作狀態，隨

7、時獲得PV站的工作信息，又可詳細積累PV站的歷史數據，為評估PV系統設計的合理性及檢驗系統部件質量的可靠性提供了準確而充分的依據。此外，太陽能控制器還具有串行通信數據傳輸功能，可將多太陽能控制器通常有6個標稱電壓等級：12V、24V、48V、110V、220V、500V個光伏系統子站進行集中管理和遠距離控制。 12/14/202126逆變器：是將直流電轉換成交流電的設備。由于太陽能電池和蓄電池是直流電源，而負載是交流負載時，逆變器是必不可少的。逆變器按運行方式，可分為獨立運行逆變器和并網逆變器。獨立運行逆變器用于獨立運行的太陽能電池發電系統，為獨立負載供電。并網逆變器用于并網運行的太陽能電池發

8、電系統。逆變器按輸出波型可分為方波逆變器和正弦波逆變器。方波逆變器電路簡單，造價低，但諧波分量大，一般用于幾百瓦以下和對諧波要求不高的系統。正弦波逆變器成本高，但可以適用于各種負載。逆變器保護功能：a、 過載保護；b、短路保護；c、接反保護；d、欠壓保護；e、過壓保護；f、過熱保護。交流配電柜：其在電站系統的主要作用是對備用逆變器的切換功能，保證系統的正常供電，同時還有對線路電能的計量。（6太陽能跟蹤系統：太陽能跟蹤系統是能夠保持太陽能電池板隨時正對太陽，使太陽光的光線隨時垂直照射太陽能電池板的動力裝置，能夠顯著提高太陽能光伏組件的發電效率。國內自主知識產權、首家完全不用電腦軟件的太陽空間定位

9、跟蹤儀，具有國際領先水平，能夠不受地域和外部條件的限制，可以在-50至70環境溫度范圍內正常使用；跟蹤精度可以達到0.001，最大限度的提高太陽跟蹤精度，完美實現適時跟蹤，最大限度提高太陽光能利用率。該太陽能跟蹤系統可以廣泛的使用于各類設備的需要使用太陽跟蹤的地方，價格實惠、性能穩定、結構合理、跟蹤準確、方便易用。把加裝了該太陽能跟蹤系統的太陽能發電系統安裝在高速行駛的汽車、火車，以及通訊應急車、特種軍用汽車、軍艦或輪船上，不論系統向何方行駛、如何調頭、拐彎，該自動太陽能跟蹤系統都能保證設備的要求跟蹤部位正對太陽！該太陽能跟蹤控制技術屬于具有我國自主知識產權的國家發明專利產品，;12/14/2

10、0212712/14/202128太陽能發電系統的設計需要考慮的因素： 1、 太陽能發電系統在哪里使用？該地日光輻射情況如何？ 2、 系統的負載功率多大？ 3、 系統的輸出電壓是多少，直流還是交流？ 4、 系統每天需要工作多少小時？ 5、 如遇到沒有日光照射的陰雨天氣，系統需連續供電多少天？ 6、 負載的情況，純電阻性、電容性還是電感性，啟動電流多大？ 7、 系統需求的數量。太陽能光伏發電主要缺點如下:1.光電轉化率很低2.光伏發電需要很大的面積。3.所需光照要求復雜，選擇地日光輻射情況適當。4.光伏發電成本太高。 12/14/202129太陽能光伏發電缺點分析太陽能光伏發電缺點分析太陽能光伏

11、發電還存在一些有待攻克的太陽能光伏發電還存在一些有待攻克的“弱點弱點”。它的主要缺點有以下幾個方面。它的主要缺點有以下幾個方面。 1.光電轉化率很低。光電轉化率很低。 我們大家都知道，太陽光電池主要功能在將光能轉換成電能，這個現象稱之為光伏效應。但是這就使我們大家都知道，太陽光電池主要功能在將光能轉換成電能，這個現象稱之為光伏效應。但是這就使得我們在選取太陽能電池板原材料的時候，產生了眾多不便的因素。要求我們必須考慮到材料的光導效應得我們在選取太陽能電池板原材料的時候，產生了眾多不便的因素。要求我們必須考慮到材料的光導效應及如何產生內部電場。不僅要吸光效果，還需要看它的光導效果。所以材料的選取

12、對于光伏發電來說是一及如何產生內部電場。不僅要吸光效果，還需要看它的光導效果。所以材料的選取對于光伏發電來說是一項很大的約束。必須充足了解太陽光的成分及其能量分布狀況，從目前太陽能發展的情況來看，材料的選項很大的約束。必須充足了解太陽光的成分及其能量分布狀況，從目前太陽能發展的情況來看，材料的選取仍舊是個待提高的突破點。即使在非常高效的材料下進行光電轉換，它的效率仍然很低。據取仍舊是個待提高的突破點。即使在非常高效的材料下進行光電轉換，它的效率仍然很低。據2019中國能中國能源投資論壇中最新報告可知，上海市納米專項基金的支持下，經過源投資論壇中最新報告可知，上海市納米專項基金的支持下，經過3年

13、多實驗與探索，已經研制出一塊新年多實驗與探索，已經研制出一塊新型仿生太陽能電池。它的光電轉化效率已超過型仿生太陽能電池。它的光電轉化效率已超過10%，接近，接近11%的世界最高水平。從數據我們能夠看出，的世界最高水平。從數據我們能夠看出，11%這個極低的水準卻是目前世界上無法逾越的高度。因此，太陽能光伏發電的轉換效率低，依舊是國家這個極低的水準卻是目前世界上無法逾越的高度。因此，太陽能光伏發電的轉換效率低，依舊是國家乃至世界研究組一直以來希望妥善解決的問題。乃至世界研究組一直以來希望妥善解決的問題。 12/14/2021302.光伏發電需要很大的面積。 也許我們不會太在意這個問題。但是從目前的

14、實際狀況來看，以單晶硅或多晶硅為主要原料的太陽能電池板正越來越多地點綴于城市建筑的屋頂、墻壁，成為一座座所謂“清潔無污染的太陽能電站。然而，在這種被稱為“綠色電站的身后，卻“隱藏著一系列高能耗、高污染的生產過程。即使作為第三代太陽能電池的染料敏化電池來說，雖然它最大吸引力在于廉價的原材料和簡單的制作工藝。據科學家估算，它的成本僅相當于硅電池板的1/10。但是此類電池的效率隨面積放大而降低。這一點又與太陽能發電需要充足的日照和廣域的面積相矛盾。 3.所需光照要求復雜，選擇地日光輻射情況適當。 太陽能，一提到這個名字，我們就會把它和萬物之靈太陽聯系起來，但是太陽能發電所需的必要條件就是光照指數。如果在陽光不太充足的多云天氣亦或者是雨天和悶熱的天氣里，太陽光伏效應轉換的效率將會大幅度降低，然而系統還仍需連續供電。12/14/2021314.光伏發電成本太高。 在太陽能電池中硅系太陽能電池無疑是發展最成熟的，但其成本居高不下，遠不能滿足大規模推廣應用的要求。最新研制的SunPower新的太陽能電池板效率達到22%，