【2019年整理】光伏发电实训系统.docx
【2019年整理】光伏发电实训系统
纯净半导体中加入了微量杂质，其导电能力会明显增强。在本征硅半导体中掺 入微量三价元素，如硼（B）等，硼原子核的最外层有三个价电子，在形成共价键 时，就产生了一个空穴，因此掺入微量三价元素后，本征硅半导体中的空穴浓度 大大增加，半导体的导电能力明显提高，主要依靠空穴导电的半导体称为P型半
P区 空穴M区电子
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寸
㊀㊀①忡
[宜回电愈」
T想电场方向
A扩散运动方向
图1半导体PN结的结构示意图
PN结中的内电场力会使P区的电子即少数载流子向N区运动，同时使N区 的空穴即少数载流子向P区运动，少数载流子在内电场力的作用下的运动称为漂 移运动。
扩散运动和漂移运动的方向是相反的，起初，空间电荷区较小，内电场较弱， 扩散运动占优势。随后空间电荷区不断扩大，内电场增强，对多数载流子扩散的 阻力不断增大，多数载流子扩散运动逐渐减弱，然而少数载流子的漂移运动不断 增强。最后，扩散运动和漂移运动达到动态平衡，空间电荷区的宽度相对稳定， 流过PN结的扩散电流和漂移电流大小相等、方向相反，总电流保持为零。
(3)蓄电池的容量。
(4)蓄电池内阻。
(5)蓄电池的能量
(6)蓄电池功率和比功率
1.蓄电池的电动势
蓄电池的电动势在理论上是输出能量多少的量度 电动势高的蓄电池，输出的能量大。理论上讲，蓄电池的电动势等于组成蓄电池 的两个电极的平衡电势之差。
光伏发电站可行性报告.docx
光伏发电站数据分析
第一章项目概述
一、项目规模
根据约500亩地的面积计算，本项目总规模约为20MWp，总投资约为1.6-2亿元人民币，约1年完成。按选用多晶太阳能电池组件计算, 20MWp发电系统需要约8万片电池组件，全年按日均发电6小时计，发电量12万度电。按目前国家光伏发电上网电价1元/度计算，日均收入12万元。考虑到太阳能电池组件方阵的遮光面积、检修通道和安装地点边角不可利用面积等因素，容量为20MWp太阳能发电系统需要的总安装面积约为50万平方米以。
二、项目规划
初步总体规划20MWp。约1年完成。
三、并网发电
1、20MWp的太阳能光伏并网发电系统推荐釆用分块发电、集中并网方案，将系统分成5个4兆瓦的光伏并网发电单元，分别经过变压配电装置并入电网，最终实现将整个光伏并网系统接入35KV中压交流电网进行并网发电的方案。
2、本系统按照4兆瓦的光伏并网发电单元进行设计，并且每个1 兆瓦发电单元采用4台250KW并网逆变器的方案。每个光伏并网发电单元的电池组件采用串并联的方式组成多个太阳能电池阵列，太阳能电池阵列输入光伏方
阵防雷汇流箱后接入直流配电柜，然后经光伏并网逆变器和交流防雷配电柜
并入0.4KV/35KV变压配电装置。第二章：建设地址、环境：
一、地址：省市
二、区域条件，地区属南亚热带海洋性季风气候区。有雨量充沛、
日照充足、四季分明特点。一年中，1月平均气温最低，11.8 °C； 7、
8月平均气温最高，31.5 °C,全年平均气温22.5 °C；累年平均日照时
数1756.9小时，年均日照百分率40%；日平均总云量V 2成日数为
光伏系统应用
一、参考标准
GB/T 51368-2019建筑光伏系统应用技术标准
GB/T 20047.1-2006光伏（PV）组件安全鉴定第1部分：结构要求
GB/T 34936-2017光伏发电站汇流箱技术要求
QX/T 89-2018太阳能资源评估方法
二、术语
1、光伏组件（PV）
具有封装及内部联结，能单独提供直流电输出的最小不可分割的光伏电池组合装置。
2、光伏构件
具有建筑构件功能的光伏组件。
3、汇流箱
在光伏发电系统中将若干个光伏组件串并联汇流后接入的装置。
4、并网逆变器
将来向光伏方阵或光伏组件的直流电转换为符合电网要求的交流电并馈入电网的设备。
三、设计原则
1、多晶硅、单晶硅和薄膜电池组件自项目投产运行之日起，一年内衰减率分别不应高于
2.5%、3%和5%，之后每年衰减不应高于0.7%。
2、除不锈钢外，系统中使用的不同金属材料的接触部位应设置绝缘垫片或采取其他防腐蚀措施。
3、建筑光伏系统用连接件、紧固件、组合配件宜选用不锈钢或铝合金材质。
4、建筑光伏系统宜采用铜芯电缆。
5、汇流箱输入回路应具有防反功能并设置防逆流措施。
6、建筑光伏系统用汇流箱壳体宜采用金属材料，汇流箱内所有连接电缆、接线端子、绝缘材料及其他非金属材料等宜采用阻燃性材料。
7、逆变器外壳防护等级室内型不应低于IP20，室外型不应低于IP54。逆变器交流侧宜设置隔离开关。
8、建筑光伏系统接闪器、引下线和接地装置焊接部位应采取防腐蚀措施。
9、在平屋面防水层上安装光伏组件时，其支架基座下部应增设附加防水层。
10、光伏组件周围屋面、检修通道、屋面出人口和光伏方阵之间的人行通道上部宜铺设保护层。
2019新能源光伏发电工程典型设计手册
2019新能源光伏发电工程典型设计手册
一、引言
随着能源紧缺和环境污染的日益严重，人们对可再生能源的需求
日益增加。光伏发电作为一种清洁、安全、高效的能源发电方式，逐
渐受到人们的关注和青睐。本手册旨在提供2019年光伏发电工程的典
型设计方案，以指导光伏发电工程的实施。
二、光伏发电简介
光伏发电是利用太阳光照射在光伏电池上，通过光伏效应产生电
能的过程。光伏电池将太阳光转化为直流电，经过逆变器转化为交流电，最终用于电网供电或储存。
三、光伏发电工程设计原则
1.选址：选择适宜的光照条件和土地条件，以最大限度地提高发
电效率。
2.预测：根据当地的太阳辐射情况，预测光伏发电系统的发电量，并合理规划系统容量。
3.设计：对光伏电池板、逆变器、电网接入等进行设计和选择，确保系统安全、高效、可靠运行。
4.施工：按照设计方案进行光伏系统的设备安装、电缆布线等施工工作，并严格按照规范进行验收。
5.运维：定期对光伏发电系统进行检修和维护，保持系统的正常运行。
四、光伏电池板设计
1.太阳能电池板的选用：根据预测的发电量和所需的系统容量，选择合适的太阳能电池板。
2.布置方式：根据选址条件和土地利用情况，合理布置太阳能电池板的位置和角度，以最大限度地接收太阳辐射。
3.支架结构：选择适合地理环境和气候条件的支架结构，确保太阳能电池板的安全固定和调整角度。
五、逆变器设计
1.逆变器类型：根据系统的需求和发电功率的大小，选择合适的逆变器类型。
2.逆变器功率因数：选择具有高效率和高功率因数的逆变器，以提高系统的发电效率。
3.并网保护：确保逆变器能够安全接入电网并实现与电网的同步运行。
太阳能光伏发电试题及答案.docx
、选择题
1. 太阳能光伏发电系统中， __A —指在电网失电情况下，发电设备仍作为孤立电源对负载供电这一现象。
A .孤岛效应
B.光伏效应 C .充电效应
D.霍尔效应
2. 某单片太阳电池测得其填充因子为
77.3% ,其开路电压为0.62V ,短路电流为5.24A,其测试输入功率为 15.625W ,则此太阳电池的光电转换效率为
_A __。
A . 16.07%
B. 15.31%
C. 16.92%
D. 14.83% 3. 太阳能光伏发电系统中，太阳电池组件表面被污物遮盖，会影响整个太阳电池方阵所发出的电力，从 而产生
__D __。
A .霍尔效应 B.孤岛效应 C .充电效应 D.热斑效应
二、填空题
1. 太阳能光伏发电系统中， 没有与公用电网相连接的光伏系统称为 离网（或独立）太阳能光伏发电系统;
与公共电网相连接的光伏系统称为 并网（或联网） 太阳能光伏发电系统。
2. 根据光伏发电系统使用的要求，可将蓄电池串并联成蓄电池组，蓄电池组主要有三种运行方式，分别为
循环充放电制、定期浮充制、
连续浮充制
。
3. 太阳能光伏控制器主要由开关功率器件、 控制电路和其他基本电子元件组成。
4. 太阳电池的测量必须在标准条件（
STC ）下 欧洲委员会”定义的101号标准，其条件是光谱辐照度为
___ 1000___W/m2、光谱为 __AM_1.5 __、电池温度为 25 CO
5. 硅基太阳电池有单晶硅太阳电池、多晶硅太阳电池以及非晶硅太阳电池等。通常情况其光电转换效率最 高的是—单晶硅—太阳电池，光电转换效率最低的是 __非晶硅—太阳电池。
太阳能光伏发电系统的研究报告
太阳能光伏发电系统的研究报告
太阳能光伏发电系统的研究报告
太阳能光伏发电是一项可持续发展的绿色能源，其使用价值不断得到认可，并且在全球范围内得到了广泛的应用。本报告旨在介绍太阳能光伏发电系统的组成、原理、优点和应用，并探讨其未来的发展方向。
一、太阳能光伏发电系统的组成
太阳能光伏发电系统由太阳能电池板、组串控制器、逆变器、蓄电池组和负载设备组成。其中，太阳能电池板是发电系统的核心，负责捕获太阳能并将其转换成电能。组串控制器可以调节太阳能电池板的输出电压和电流，确保其与逆变器稳定匹配。逆变器能将直流电能转换成交流电能，并提供适宜的电压和频率。蓄电池组用于存储电能，以便在夜晚或阴天时提供电源。负载设备可以是家庭、企业或工业用电设备，以满足各种需求。
二、太阳能光伏发电系统的原理
太阳能光伏发电是利用光子进入半导体材料的光伏效应产生电能的过程。当太阳光射入太阳能电池板时，光子将被吸收并导致电子与电子空穴的产生。电子会在半导体材料中流动并形成电流，而电子空穴则被留下。太阳能电池板通常由硅、镓和铜等材料制成。
三、太阳能光伏发电系统的优点
太阳能光伏发电是一种无噪音、零污染、无需燃料的清洁能源，它的持续性和稳定性使其成为人们绿色生活的选择。通过光伏发电，用户可以减少对油气燃料的需求，降低能源成本，并为环境保护做出贡献。此外，太阳能光伏发电系统的安装、运行和维护成本相对较低，因此可以为用户节省大量的资金。
四、太阳能光伏发电系统的应用
太阳能光伏发电可以应用于不同领域和场所，为工业、家庭、学校、公共和政府建筑等提供清洁、可持续的电力。在某些地区或情况下，太阳能光伏发电系统甚至可以实现自给自足，满足家庭或企业的所有能源需求。
《光伏发电项目文件归档及档案整理规范》
苏州爱康能源工程技术股份有限公司 \苏州中康电力开发有限公司
1
附录 B
（资料性附录）
光伏发电项目档案分类、归档范围及保管期限划分表
光伏发电项目档案分类、主要项目文件归档范围及保存单位及保管期限划分表，见表B.1。
表B.1 光伏发电项目档案分类、归档范围及保管期限划分表
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附录 C
（资料性附录）
档案用表
档案用表见表C.1至表C.6。
表C. 1 案卷外封面式样
单位：mm
33
表C.2 案卷脊背式样
单位：mm
D=10mm、20mm、30mm、40mm、50mm
34
表C.3 卷内目录式样
35
表C.4 备考表式样
单位：mm
36
表C.5 案卷目录式样
单位：mm
37
表C.6.1 项目档案交接签证表（封面）式样
项目（工程）名称：
移交单位（章）：
接收单位（章）：
交接日期：
页边距：上25mm，下20mm，左29mm，右14 mm
38
表C.6.2 项目档案交接签证表（附一）式样
39
表C.6.3 项目档案交接签证表（附二）式样
40
附录 D
（资料性附录）工程照片归档范围参照表
工程照片归档范围参照表见表D.1。
表D.1 工程照片归档范围参照表
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光伏电站虚拟仿真实训平台建设
光伏电站虚拟仿真实训平台建设
胡昌吉;董娴;段春艳
【摘要】针对分布式光伏电站培训课程实训教学设备不能满足实训教学需求的问题,从虚拟仿真教学角度出发,以一个真实的屋顶光伏电站项目作为典型案例,采用Unity3D引擎进行开发了一套光伏电站设计、施工及运维虚拟仿真实训平台,并对该平台的功能、架构以及开发流程中所涉及的关键技术进行了介绍.应用结果表明,该平台实现了光伏电站的前期现场勘查、设计、施工、以及后期电站运行维护的虚拟可视化,对光伏专业学生和相关工程技术人员进行光伏电站培训具有很好的应用价值.
【期刊名称】《计算机系统应用》
【年(卷),期】2019(028)003
【总页数】5页(P99-103)
【关键词】光伏电站;虚拟仿真;实训教学
【作者】胡昌吉;董娴;段春艳
【作者单位】佛山职业技术学院电子信息学院,佛山528137;顺德中山大学太阳能研究院,顺德528300;佛山职业技术学院电子信息学院,佛山528137
【正文语种】中文
光伏电站设计、施工、运行维护等专业课程具有很强的实践性.为了锻炼培训人员的动手能力,提升技能水平,在培训课程的整体教学设计上可以采用项目化教学方式,
以项目为单位组织教学,通过具体案例,按项目实施的顺序逐步展开,让培训人员在掌握技能的同时,引出相关专业理论知识,使其在技能训练过程中加深对专业知识、技能的理解和应用,从而满足培训人员职业生涯发展的需要.
然而,光伏电站培训项目的开展对实训条件的要求较高.首先是实训场地的要求.户外环境的影响较大,雨天或风沙较大的天气不适合实训课程教学的开展;其次是实训设备、部件、安装工具和检测设备的要求.光伏电站项目实训教学成本较高.即便是培训人员分组实训,也会受到实训经费的限制;最后是实训安全的要求.在实训过程中,培训人员现场操作时不可避免的会遇到很多危险因素,如直流拉弧、短路故障等.尤其是对初学者来说,老师在实训过程中也很难掌握每个培训人员的动态来确保其安全. 虚拟仿真实训在降低实训场地限制、解决实训成本过高、降低学生实训操作时的危险性等方面具有很大的优势[1].虚拟仿真实训平台融合计算机技术、信息技术、人机交互技术和多媒体技术,将实训场景、设备、工具等虚拟化并以3D图像显示出来[2].学生通过计算机可以在虚拟的实训场景中漫游,并操作虚拟的实训设备,完成实训任务,激发学习积极性,提高实训教学效果.伦淑娴等人构建了新能源分布式发电虚拟仿真实践教学平台,建立了风力发电系统和光伏发电系统各设备和部件的模型,用于学生学习风力发电和太阳能发电的工作原理、故障检测、设备维护、性能检测等知识,但在光伏电站设计、施工、运维方面涉及较少[3].何帆等人在构建太阳能光伏虚拟仿真实训中心建设思路方面也提供了一些参考,但欠缺了光伏电站设计与施工方面的虚拟仿真实训的内容[4].
太阳能光伏发电实训报告
太阳能光伏发电实训报告
一．实训目的
1.掌握太阳能发电并网原理
2.了解太阳能电池串并联组合原理
3.了解太阳能电池方阵的结构组成
二.实训要求及安排
实训要求：
(1)操作人员在进行任何有关设备的操作之前，需要仔细阅读所在地的安全规范和相关操作规程。手册中提到的安全注意事项只作为当地安全规范的补充。
(2)操作人员进行设备安装、操作和维护时，必须充分领会该用户手册，系统掌握正确的操作方法及各种安全注意事项后方可进行设备的各项操作。不正确的操作可能会导致设备损坏或人身伤害。
(3)操作时严禁佩戴手表、手链、手镯、戒指等易导电物体。操作时必须使用绝缘工具。
(4)在进行直流带电作业时必须严格检查线缆和接口端子的极性。
(5)在连接电缆之前，必须先确认电缆、电缆标识与实际安装情况相符后再进行连接。
(6)新能源发电系统设备仅能由专业的维修人员予以维修。
(7)蓄电池可在环境温度-35~45℃范围内工作，但蓄电池的额定容量和使用寿命是在25℃左右下的设计值，环境温度每升高10℃，电池寿命将减少30%，所以蓄电池使用环境温度应保持在10℃~30℃之间。蓄电池室应有必要的通风设施。蓄电池应离开热源和易产生火花的地方，其安全距离应大于1米。蓄电池应避免阳光直射，不能置于大量放射性、红外线辐射、紫外线辐射、有机溶剂气体腐蚀气体的环境中。用四氯化碳之类的灭火器具。电池在安装前可在0~35℃的环境下存放，储存期超过6个月的电池应进行充电维护，存放地点应干燥、清洁、通风。
(8)所有电气柜都安装风扇，散热口，但需室内温度不超过35℃并且保持良好的通风，以免其运作时温度过高，造成设备损坏。
国家能源局关于2019年风电、光伏发电项目建设有关事项的通知
国家能源局关于2019年风电、光伏发电项目建设有关
事项的通知
文章属性
•【制定机关】国家能源局
•【公布日期】2019.05.28
•【文号】国能发新能〔2019〕49号
•【施行日期】2019.05.28
•【效力等级】部门规范性文件
•【时效性】现行有效
•【主题分类】电力及电力工业
正文
国家能源局关于2019年风电、光伏发电项目建设有关事项的
通知
国能发新能〔2019〕49号各省、自治区、直辖市及新疆生产建设兵团发展改革委（能源局）、经信委（工信委、工信厅），国家能源局各派出监管机构，国家电网有限公司、南方电网公司、内蒙古电力公司，电规总院、水电总院，有关行业协会（学会、商会），各有关企业：
近年来，我国风电、光伏发电持续快速发展，技术水平不断提升，成本显著降低，开发建设质量和消纳利用明显改善，为建设清洁低碳、安全高效能源体系发挥了重要作用。为全面贯彻党的十九大和十九届二中、三中全会精神，以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，坚持创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念，促进风电、光伏发电技术进步和成本降低，实现高质量发展，现就做好2019年风电、光伏发电项目建设有关要求通知如下。
一、积极推进平价上网项目建设
各省级能源主管部门会同各派出能源监管机构按照《国家发展改革委国家能源局关于积极推进风电、光伏发电无补贴平价上网有关工作的通知》（发改能源〔2019〕19号）要求，研究论证本地区建设风电、光伏发电平价上网项目的条件，在组织电网企业论证并落实平价上网项目的电力送出和消纳条件基础上，优先推进平价上网项目建设。
2019分布式光伏系统的装调与运维
2019年永州市职业院校技能大赛
拟设赛项规程
一、赛项名称
赛项编号：ZZ-2019051
赛项名称：分布式光伏系统的装调与运维
英语翻译：Assembly Commissioning and Operation of Distributed PV system
赛项组别：中职组
赛项归属产业：战略新兴产业、信息技术产业、新能源技术产业
二、竞赛目的
本赛项基于分布式光伏工程运维领域复合型人才断层的产业需求背景，落实国务院办公厅关于深化产教融合的若干意见指导思想的文件精神，推动新能源等产业急需紧缺专业建设与产业转型升级相适应，融合中等职业教育人才培养的岗位能力要求特点设计而生的赛项。本赛项主要突出分布式光伏系统的安装调试及其智能化运维管理。
赛项立足分布式光伏系统的项目实施、系统运行、工程维护、智能运维等，检验参赛选手在既定的工程项目下的方案识读能力、对分布式光伏领域专业知识理解和应用能力、熟练的技能操作能力以及基础的创新创业能力，通过分布式光伏系统项目的安装与调试、运行与维护、管理与分析提升中职学生对工具性知识的掌握，对于专业知识的理解和操作技能的掌握，并注重对应用实践能力、创新发展能力和综合职业素养的开发。
与此同时，该赛项旨在通过赛事的组织与推广，响应国家“互联网+”智慧能源行业政策和产业结构调整的需求，引导中等职业院校对于分布式光伏领域人才培养的重视，创造优质的教育资源供给环境，以促进“互联网+”智慧能源行业的发展。
三、竞赛内容
本赛项需要参赛选手完成对分布式光伏系统项目的方案设计，并对项目中的光伏发电、控制、储能、逆变、负载等设备，依照方案进行安装及调试；完成分布式光伏系统的并网连接、并网运行及调试；完成智能化通讯系统的安装及配置、通过最新的物联网通讯技术下发调度指令进行分布式系统的智能化维护。
光伏发电系统集成与施工实训报告
广东机电职业技术学院
光伏发电系统集成与施工
实训报告
（2019-2020学年第二学期）
专业：光伏发电技术与应用
班级：
姓名：
学号：
指导教师：
时间：第17 周（2020年6月29日——2020年7月5日）
一、实训要求
1.实训开始,按学号顺序分组,选一名同学为组长。
2.实训安全第一,严防意外伤害,按规定操作,不准带电插拔仪器设备。
3.实训室内禁止饮食,禁止吐痰,严禁吃口香糖。
4.禁止在实训室内喧哗、嬉戏、争斗,保持安静,轻声讨论。
5.不准恶意破坏仪器设备,设备若有损坏及时向指导老师报告。
二、实训目的
1.掌握光伏电站施工的基本流程和工艺，能完成光伏电站的施工。
2.掌握光伏电站电气设备安装方法；
3.掌握施工常用工具的使用方法。
三、实训任务
1. 能根据光伏发电项目设计书完成项目设备及安装工程量清单。
2. 能根据光伏发电项目设计书和项目设备及安装工程量清单完成项目进度计划的编写。
3. 根据光伏发电项目施工图纸完成户用光伏电站的安装和调试（光伏基础支架安装、光伏组件安装、电气设备安装、电气设备调试）。
四、实训内容
（一）项目概况
项目名称：广东省11kw分布式光伏发电项目
广东省11kw分布式项目光伏发电位于广州市黄埔区***。本项目地面上建设屋顶光伏电站，光伏系统采用“自发自用、余电上网”的模式，采用380V用户侧并网。
（二）根据项目施工图纸编写项目设备及安装工程量清单
（三）项目进度计划编写
项目进度计划完成日期计划日均工作量工期
序号项目名称人数
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 24 26 28 30 32
CPIA批准发布10项户用光伏并网发电系统系列标准
CPIA批准发布10项户用光伏并网发电系统系列标准
昨日，中国光伏行业协会（CPIA）批准发布了10项户用光伏并网发电系统系列标准，将于2019年3月15日起实施，其标准名称和标准号如下：
《户用光伏并网发电系统第1部分：现场勘察与安装场地评估》T／CPIA 0011．1－2019
《户用光伏并网发电系统第2－1部分：设计规范一般要求》T／CPIA 0011．201－2019
《户用光伏并网发电系统第2－2部分：设计规范方阵设计》T／CPIA 0011．202－2019
《户用光伏并网发电系统第2－3部分：设计规范结构设计》T／CPIA 0011．203－2019
《户用光伏并网发电系统第2－4部分：设计规范电气安全设计》T／CPIA 0011．204－2019
《户用光伏并网发电系统第2－5部分：设计规范系统接入设计》T／CPIA 0011．205－2019
《户用光伏并网发电系统第3部分：安装与调试规范》T／CPIA 0011．3－2019
《户用光伏并网发电系统第4部分：验收规范》T／CPIA 0011．4－2019
《户用光伏并网发电系统第5部分：运行和维护规范》T／CPIA 0011．5－2019
《户用光伏并网发电系统第6部分：发电性能评估方法》T／CPIA 0011．6－2019
2019年风力发电与光伏发电技术标准清单
风力发电工程标准
GB/T51121-2015引用的相关标准及规定，尚应符合涉及到的国家及行业现行施工质量验收标准规定的内容。
3电气、控制、设计及验收可参照火力发电专业标准清单与风电场相关的标准编制。
4社会监督的项目：消防、特种设备、安全、环境保护等，应及时委托相关主管部门验收。
2019年光伏发电项目建设工作方案
三、户用光伏项目单独管理 （一）规范户用光伏管理。新建户用光伏应依法依规办理备 案等手续，落实各项建设条件，满足质量安全等要求，年度装机 总量内的项目以建成并网时间作为补贴计算起点执行固定度电补 贴标准。文件发布前已建成并网但未纳入国家补贴范围的项目， 可按本通知规定向所在地电网企业申报，经当地备案机关和电网 企业联合审核、确认后纳入 2019 年财政补贴规模并按 2019 年户 用光伏度电补贴标准享受国家补贴政策。 （二）完善项目申报程序。国家能源局于每年年初发布国家
【CN209982175U】光伏发电系统【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)实用新型专利
(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920409456.1
(22)申请日 2019.03.28
(73)专利权人 汉能移动能源控股集团有限公司
地址 100107 北京市朝阳区奥运村街道综
合办公区2号楼107室
(72)发明人 肖亚楠
(51)Int.Cl.
H02J 13/00(2006.01)
G05D 3/12(2006.01)
(54)实用新型名称光伏发电系统(57)摘要本实用新型涉及光伏发电系统技术领域，具体是一种光伏发电系统，包括：移动通信终端、网关和至少一个光伏发电模组；移动通信终端、光伏发电模组分别与网关连接；光伏发电模组用于采集发电数据，并根据移动通信端的控制指令执行与控制指令对应的动作；移动通信终端用于接收光伏发电模组采集的发电数据，并根据光伏发电模组采集的发电数据发出控制指令；网关用于将光伏发电模组采集的发电数据发送给移动通信端，并将移动通信端发出的控制指令给光伏发电模组。通过本申请的方案，移动通信终端可直接获取发电数据并通过网关实现对光伏发电模组的控制，实现发电监控管理的同时，降低端到端时延，
增强了系统可用性。权利要求书2页 说明书6页 附图1页CN 209982175 U 2020.01.21
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权 利 要 求 书1/2页CN 209982175 U
1.一种光伏发电系统，其特征在于：所述光伏发电系统包括：移动通信终端、网关和至少一个光伏发电模组；所述移动通信终端、所述光伏发电模组分别与所述网关连接；
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KNT-SPV01光伏发电实训系统
实验指导书
（2011 年全国职业院校技能大赛指定设备）
南京康尼科技实业有限公司
2011 年 3 月
第一部分光伏发电系统基础
1.1光伏电池
1.1.1半导体与PN结
1．本征半导体
纯净半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间的一种物质，纯净的半导体称
为本征半导体。制造半导体器件的常用半导体材料有硅（ Si）、锗（ Ge）和砷化镓（GaAs）等。本征硅半导体中的硅原子核最外层有四个价电子，硅晶体为共价键
结构，硅原子最外层的价电子被共价键束缚，在低温下，这些共价键是完好的，本
征硅半导体显示出绝缘体特性。当温度升高或受到光照等外界激发时，共价键中的
某些价电子会获得能量，摆脱共价键束缚，成为可以自由运动的电子，在原来的共
价键中留出空穴。这些空穴又会被邻近的共价键中的价电子填补，并在邻近的共价
键中产生新的空穴，空穴运动是带负电荷的的价电子运动造成的，其效果是带正电
荷的粒子在运动。可以认为，自由电子是带负电荷的载流子，空穴是带正电荷的载
流子。因此，本征半导体中有两种载流子即电子和空穴，它们是成对出现的，称为
电子- 空穴对，两种载流子都可以传导电流。通常本征半导体中的载流子浓度很低，
导电能力差。当温度升高或受到光照时，本征半导体中的载流子浓度按指数规律增
加，半导体的导电能力也显著增加。
2．P 型半导体和 N 型半导体
纯净半导体中加入了微量杂质，其导电能力会明显增强。在本征硅半导体中掺
入微量三价元素，如硼（B）等，硼原子核的最外层有三个价电子，在形成共价键时，就产生了一个空穴，因此掺入微量三价元素后，本征硅半导体中的空穴浓度
大大增加，半导体的导电能力明显提高，主要依靠空穴导电的半导体称为P 型半导体。在P 型半导体中，空穴浓度高于电子，空穴称为多数载流子，电子称为少
数载流子。在本征硅半导体中掺入微量五价元素，如磷（P）等，磷原子核的最外
层有五个价电子，在形成共价键时，就产生了一个自由电子，因此掺入微量五价元
素后，本征硅半导体中的电子浓度大大增加，半导体的导电能力明显提高，主
要依靠电子导电的半导体称为N 型半导体。在N 型半导体中，电子的浓度高于空穴，电子称为多数载流子，空穴称为少数载流子。无论是P 型半导体还是 N 型半
导体，整个硅晶体中的正负电荷数量是相等的，是电中性的。
3．PN 结
采用特殊制造工艺使硅半导体的一边为P 型半导体，另一边为N 型半导体。由于在P 型半导体中的空穴浓度高于电子浓度，而在N 型半导体中电子浓度高于空穴浓度，因此，在 P 型半导体和 N 型半导体的交界面存在空穴和电子的浓度差。
多数载流子会从高浓度处向低浓度处运动，这种由浓度差引起的多数载流子运动
称为扩散运动，扩散运动的结果是在交界面P 区一侧失去空穴留下不能移动的负离子，在 N 区一侧失去电子留下不能移动的正离子。这样，在P 型硅半导体和 N 型硅半导体交界面的两侧出现了由不能移动的正负离子形成的空间电荷区，称之
为PN 结。空间电荷区中产生了一个从 N 区指向 P 区的电场，该电场由多数载流子
扩散而形成，称为内电场。空间电荷区中没有载流子，所以空间电荷区也称为
耗尽层。如图 1 所示是半导体 PN 结的结构示意图。
图 1半导体PN结的结构示意图
PN 结中的内电场力会使 P 区的电子即少数载流子向 N 区运动，同时使 N 区的空穴即少数载流子向 P 区运动，少数载流子在内电场力的作用下的运动称为漂
移运动。
扩散运动和漂移运动的方向是相反的，起初，空间电荷区较小，内电场较弱，
扩散运动占优势。随后空间电荷区不断扩大，内电场增强，对多数载流子扩散的
阻力不断增大，多数载流子扩散运动逐渐减弱，然而少数载流子的漂移运动不断
增强。最后，扩散运动和漂移运动达到动态平衡，空间电荷区的宽度相对稳定，
流过 PN 结的扩散电流和漂移电流大小相等、方向相反，总电流保持为零。
1.1.2光伏电池的工作原理
光伏电池是半导体PN 结接受太阳光照产生光生电势效应，将光能变换为电能
的变换器。当太阳光照射到具有PN 结的半导体表面，P 区和N 区中的价电子受到
太阳光子的冲激，获得能量摆脱共价键的束缚产生电子和空穴多数载流子和少数
载流子，被太阳光子激发产生的电子和空穴多数载流子在半导体中复合，不呈现导
电作用。在 PN 结附近 P 区被太阳光子激发产生的电子少数载流子受漂移作用到
达N 区，同样， PN 结附近 N 区被太阳光子激发产生的空穴少数载流子受漂移作
用到达 P 区，少数载流子漂移对外形成与 PN 结电场方向相反的光生电场，一旦接通
负载电路便有电能输出。图 2 是光伏电池受光线照射引起光生电势的示意图，①是光
伏电池表面被反射的光线；②是太阳光子进入光伏电池表面，激发产生的
电子和空穴在没有到达PN 结时被复合；③是太阳光子到达PN 结附近，激发产生的
电子和空穴少数载流子在 PN 结漂移的作用下，产生光生电势；④是太阳光子到
达光伏电池深处，远离 PN 结，激发产生的电子和空穴在没有到达PN 结时被复合，与②情况类似；⑤是被光伏电池吸收，能量较小不能激发电子和空穴的太阳光子；
⑥是被光伏电池吸收且透射的光子。
图2 太阳光照射半导体产生电子和空穴的示意图
图2 比较清楚地描述了光伏电池的电势是 PN 结附近由太阳光子激发的电子和空
穴少数载流子通过漂移形成的， PN 结附近的电子和空穴少数载流子通过漂移，电子
流向 N 区，空穴流向 P 区。从外电路来看， P 区为正、 N 区为负，如果接入负载，
N 区的电子通过外电路负载流向 P 区形成电子流，进入 P 区后与空穴复合。我们知道，电子流动方向与电流流动方向是相反的，光伏电池接入负载后，电流
是从电池的 P 区流出，经过负载流入 N 区回到电池。
1.2硅型光伏电池的电特性