光伏发电系统基本原理(优选材料)

双面太阳能电池
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化合物太阳能电池
化合物太阳能电池：主要是以化合物半导
体材料制成的太阳能电池。单晶化合物电 池主要是砷化镓太阳电池，其转化效率很 高，由于其中含有有毒元素砷所以主要应 用于空间。多晶化合物电池主要有碲化镉 太阳电池、铜铟镓硒太阳电池，但由于镉 元素对环境有污染所以应用受到限制，铜 铟镓硒电池是薄膜型太阳能电池中转换效 率最高的，因此未来市场广阔。
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6
太阳能电池原理
太阳光线照射到太阳能电池的表面时， 一部分被太阳能电池上表面反射掉，另 一部分被太阳能电池吸收，吸收的太阳 光子使得半导体中原子的价电子受到激 发，在P-N结两侧产生了正、负电荷的 积累，因此产生了光生电势，在两极之 间用导线连接负载，就能产生直流电。
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7
太阳能电池分类
光伏/柴油机混合发电系统
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其他应用型
光伏与建筑一体化：
主要是指将太阳能
发电产品集成到建
筑物上。其优点很
多：节省土地、能
光伏发电系统基本概述
2010年10月21日
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1
太阳能光伏系统的原理
太阳能光伏发电的基本原理：将太阳 能电池组件产生的电能通过控制器的 控制给蓄电池充电或者在满足负载需 求情况下直接给负载供电，如果日照 不足或者夜间则由蓄电池在控制器的 控制下给直流负载供电，对于含交流 负载的光伏系统而言，还需要增加逆 变器将直流电变成交流电。
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非晶硅
Amorphous-Si
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微晶硅太阳能电池
微晶硅太阳能电池： 可 以在接近室温状态制备， 光致衰退效应不明显。转 换效率比较低，在实际使 用中主要是以非晶硅太阳 ห้องสมุดไป่ตู้电池为顶层，微晶硅太 阳能电池为底层的叠层太 阳能电池。
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微晶硅
µc-Si
13
双面太阳能电池
双面太阳能电池：采 用单晶硅衬底制作双 面玻璃封装，正面转 换效率高于背面。
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2
常见的光伏系统
独立型
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3
常见的光伏系统
并网型
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4
常见的光伏系统
混合型
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5
光伏系统的部件
1、太阳能电池组 2、充、放电控制器（常用于独立型） 3、逆变器、测试仪表以及计算机监控
等电力电子设备 4、蓄电池或其他储能和辅助发电装置
（常用于独立型） 5、其他一些部件（集线箱、线缆）
a、硅太阳能电池 单晶硅太阳能电池
多晶硅太阳能电池
非晶硅太阳能电池
微晶硅太阳能电池
HIT电池（日本三洋电机公司生产）
双面太阳能电池
b、化合物太阳能电池 单晶化合物太阳能电池
多晶化合物太阳能电池
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8
太阳能电池分类
c、薄膜太阳能电池
硅系列薄膜太阳能 电池
化合物薄膜太阳能 电池
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15
薄膜太阳能电池
薄膜太阳能电池：薄 膜太阳能模块是由玻 璃基板、金属层、透 明导电层、电器功能 盒、胶合材料、半导 体层..等所构成的。 由于其生产成本比较 低，制作工艺成熟， 正得到大规模应用。
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充、放电控制器
充、放电控制器：能够智能调节太阳能发 电板的工作电压，使太阳能板始终工作在 V-A特性曲线的最大功率点。普通的太阳能 控制器对太阳能板发电功率的利用提高了 10%-30%。能够起到防止蓄电池过渡充电、 过渡放电，防止夜间蓄电池像太阳能板反 向放电作用，同时还能起到过载以及短路 保护作用。其主要应用于独立型光伏系统。
多晶硅
Polycrystaline-Si
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非晶硅太阳能电池
非晶硅太阳能电池：非晶硅太 阳能电池的厚度不足晶体硅太 阳能电池厚度的百分之一，因 此节省了硅材料，大大的降低 了制造成本。而且在弱光下的 发电能力也要高于晶体硅。缺 点是转换效率低，稳定性也不 是很理想。但由于其成本低便 于大规模生产，易于实现与建 筑一体化，有着巨大的市场潜 力。
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逆变器
逆变器：又称为电源调整 器，根据在光伏系统中的 作用可以分为独立型和并 网型两种。根据有无变压 器又可分为变压器型逆变 器和无变压器型逆变器。 工作原理：通过变压回路 调节电压到逆变器输出控 制所需要的电压，再通过 桥式电路将直流电压等价 的转换成常用频率的交流 电压。
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其他部件
DC-BOX
光伏电缆
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光伏系统的应用
光伏系统刚开始主要是分为空间型和 地面型两大类，但随着系统的应用领 域拓展逐渐形成五类：独立非用户型 系统（离网型）、离网用户型系统、 分布式并网型系统、集中式并网系统 和混合型系统。
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光伏系统的应用
独立非用户型系统： 主要指的是完全依靠 太阳能电池供电的光 伏系统，系统中太阳 电池方阵是唯一的能 量来源。
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9
单晶硅太阳能电池
单晶硅太阳能电池：采 用单晶硅片制造的太阳 能电池，此种技术最为 成熟，性能稳定，转换 效率也比较高，缺点是 生产成本比较高。
单晶硅
Single Crystaline-Si
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10
多晶硅太阳能电池
多晶硅太阳能电池：多晶硅 电池是由高纯硅通过熔化后 浇注成正方形的硅锭，然后 使用切割机切成薄片再加工 成电池的。此种电池的转换 效率要比单晶硅电池低，但 其制造成本高比较低，因此 近年来发展很快也比较快。
太阳能飞机
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独立非用户型
光伏水泵
通信电源
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离网用户型
离网用户型系统： 是由太阳电池板、 蓄电池、控制器、 以及逆变器组成。
结构比较简单技 术比较成熟已经 在我过西部偏远 地区普遍应用。
离网用户系统
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分布式并网型
分布式并网系统：将
户用光伏系统与电网 相连，在有日光时， 光伏方阵发出的电力 出供给家用电器使用 外，如有多余可以输 入电网；在晚上或阴 雨天，光伏方阵发出 的电力不足时，则由 电网向家庭电器供应 一部分或者全部电力。
分布式并网系统
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集中式并网型
集中式并网系统：这
种系统主要应用于具 有相当规模的发电站， 所发出来的电全部输 入电网，由于是集中 的经营管理，可以采 用先进的技术，统一 调度，所以相对成本 低，所以近年来得到 大力发展。
集中式并网系统
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混合型
混合系统：将一 种或几种发电方 式同时引入光伏 系统中，这种光 伏系统与其他发 电方式一起联合 向负载供电。