太阳能光伏发电系统介绍
太阳能光伏发电系统概述
太阳能光伏发电系统概述太阳能光伏发电系统是一种利用太阳能直接转化为电能的发电方式。
该系统主要由光伏电池组、控制器、逆变器、储能装置和配电设备等组成。
太阳能光伏发电系统具有环境友好、可再生能源等优势，被广泛应用于家庭、工业和农村等领域。
太阳能光伏发电系统的核心是光伏电池组。
光伏电池是一种能够将太阳能转化为电能的半导体器件。
常见的光伏电池主要有单晶硅电池、多晶硅电池和薄膜太阳能电池。
光伏电池通过吸收太阳辐射光的光子，将其转化为电子和空穴，形成电压和电流。
控制器是太阳能光伏发电系统的调节器，用于控制光伏电池组的充电和放电过程。
控制器具有过充保护、过放保护、过载保护和短路保护等功能，以保证光伏电池组的安全运行和延长使用寿命。
逆变器是太阳能光伏发电系统的重要组成部分，用于将直流电转化为交流电。
逆变器能够将光伏电池组产生的直流电转换为家庭或工业用电所需的交流电，并能适应电网频率和电压波动。
储能装置是太阳能光伏发电系统的重要组成部分，用于储存电能。
储能装置可以是蓄电池组，也可以是超级电容器。
蓄电池组可以将白天产生的多余电能储存起来，供夜晚或阴雨天使用，以实现24小时不间断供电。
配电设备用于将太阳能光伏发电系统产生的电能连接到家庭或工业用电系统中。
配电设备包括电源开关、电流互感器和电表等，用于确保电能的安全供应和计量使用。
太阳能光伏发电系统的工作原理是光伏效应。
当光照射到光伏电池上时，光子会激发光伏电池中的电子，使其从价带跃迁到导带中，形成电压和电流。
通过控制器和逆变器的调节，将直流电转化为交流电，并将其连接到电网或用于自用。
太阳能光伏发电系统具有许多优势。
首先，它是一种清洁能源，不会产生污染物和温室气体。
其次，太阳能是一种可再生能源，源源不断地提供电能，不会耗尽。
此外，太阳能光伏发电系统可以在贫瘠的地区使用，有利于推动农村发展。
最后，太阳能光伏发电系统可以降低电力供应成本，节约能源开支。
然而，太阳能光伏发电系统也存在一些挑战。
太阳能光伏发电系统的组件与结构介绍
太阳能光伏发电系统的组件与结构介绍太阳能光伏发电系统是一种利用太阳能资源转化为电能的技术。
它由多个组件和特定的结构组成。
本文将对太阳能光伏发电系统的组件与结构进行详细介绍。
一、光伏组件光伏组件是太阳能光伏发电系统的核心部分，主要由太阳能电池、封装材料和支架组成。
1. 太阳能电池太阳能电池是将太阳能辐射转化为电能的关键元件。
常用的太阳能电池有单晶硅、多晶硅和薄膜太阳能电池。
其中，单晶硅太阳能电池具有高转换效率和较长的使用寿命，但成本较高；多晶硅太阳能电池成本相对较低，效率稍低；薄膜太阳能电池柔韧度高，适用于曲面和光伏建筑一体化。
2. 封装材料封装材料用于保护太阳能电池，并提供良好的防水性能和耐候性。
常用的封装材料有聚合物胶料、玻璃和背板。
3. 支架支架是用于固定太阳能电池板的结构，确保光伏组件能够良好地朝向太阳，并具有一定的倾斜角度，以最大程度地接收太阳辐射。
支架的材料一般采用铝合金或不锈钢，以确保良好的耐候性和耐腐蚀性。
二、光伏结构太阳能光伏发电系统的结构设计要考虑安装空间、光照条件和发电效率等因素。
1. 并网式结构并网式结构是指将太阳能光伏系统直接连接到电网供电，通过逆变器将直流电转化为交流电并注入电网。
这种结构具有简单可靠、无需电池储能等优点，适用于居民和商业用户。
2. 离网式结构离网式结构是指将太阳能光伏系统独立运行，不与电网连接，并通过储能设备（如电池组）储存电能以满足用户的用电需求。
这种结构适用于偏远地区或无电区域，具有自给自足的特点。
3. 混合式结构混合式结构是指综合利用并网式和离网式结构，既能接入电网供电，又能独立运行并储存电能。
这种结构可在接入电网的同时，应对电网故障或停电情况，提高系统的可靠性。
三、系统配套设备太阳能光伏发电系统还包括一些配套设备，以确保系统的正常运行和发电效率。
1. 逆变器逆变器用于将太阳能电池板输出的直流电转换为交流电，以供电网或用户使用。
逆变器的选择应根据光伏系统的容量和负载需求进行合理匹配。
第一讲 光伏发电系统简介及输电线路相关知识
十一、光伏发电系统缺点： 1、地面应用时有间歇性和随机性，发电量与气候条件有关， 在晚上或阴雨天就不能或很少发电; 2、能量密度较低，标准条件下，地面上接收到的太阳辐射 强度为1000W/M^2。大规格使用时，需要占用较大面积; 3、价格比较贵，为常规发电的3~15倍，初始投资高。 4、后期投资较大，储能的蓄电池平均每2-3年要更换一次。 十二、光伏并网发电系统： 集中式并网发电系统:特点是所发电能被直接输送到大电网， 由大电网统一调配向用户供电，与大电网之间的电力交换是单 向的。适于大型光伏电站并网，通常离负荷点比较远，荒漠光 伏电站采用这种方式并网。 分散式并网发电系统:又称为分布式光伏发电并网，特点是 所发出的电能直接分配到用电负载上，多余或者不足的电力通 过联结大电网来调节，与大电网之间的电力交换可能是双向的。 适于小规模光伏发电系统，通常城区光伏发电系统采用这种方 式，特别是于建筑结合的光伏系统。
2015年5月培训课件
五月份培训分五次，四次理论，一次实操，培训分五课时， 每课时40分钟左右， 培训内容分别为：
1、光伏发电系统简介及输电线路相关知识；
2、六氟化硫断路器、真空断路器及隔离开关相关知识； 3、变压器、PT、CT相关知识； 4、高压开关柜相关知识； 5、高压开关柜故障查找及处理（实操）。
并网光伏发电系统典型主接线图 （以太阳山为例）
并网光伏发电系统典型结构图
第二部分
一、 电力系统简介
输电线路
电力系统的主体结构有电源（水电站、火电厂、核电站等发 电厂），变电所（升压变电所、负荷中心变电所等），输电、 配电线路和负荷中心。各电源点还互相联接以实现不同地区之
间的电能交换和调节，从而提高供电的安全性和经济性。输电
独立光伏发电系统主要组成部分:光伏阵列、控制器、 蓄电 池组、逆变器、监控系统、负载组成。 2、并网光伏发电系统 并网太阳能光伏发电是指太阳能光伏发电连接到国家电网的 发电方式，成为电网的补充，典型特征为不需要蓄电池。民用 太阳能光伏发电多以家庭为单位，商业用途主要为企业、政府 大楼、公共设施、安全设施、夜景美化景观照明系统等的供电， 工业用途如太阳能农场。 并网光伏发电系统主要组成部分:光伏阵列、 并网逆变器、 公共电网、监控系统。 3、分布式光伏发电系统 分布式太阳能光伏发电又称分散式发电或分布式供能，是指 在用户现场或靠近用电现场配臵较小的光伏发电供电系统，以 满足特定用户的需求，支持现存配电网的经济运行，或者同时 满足这两个方面的要求。其运行模式是在有太阳辐射的条件下， 光伏发电系统的太阳能电池组件阵列将太阳能转换输出的电能，
光伏发电系统
在中国仲巴县，这个县城里所有的供热都是由太阳能来提供的。图中左侧黑色的那部分就是太阳能集热器 （Solar collector），面积有3.5万平方米，就像我们平常用到的热水器那样，能够把太阳能变成热能。它收 集了热以后，储存在图中那个彩色的罐子里。这个罐子可以24小时发热，供给县城的采暖。这是百分之百的太阳 能，完全零碳。
“光伏＋土地生态修复”
据《联合国防治荒漠化公约》统计，全球处于超干旱以及干旱的土地面积约为平方千米，占全球陆地表面的 17.2%。而且，每年沙漠的面积还在不断扩大。土地退化中和（Land Degradation Neutrality, LDN）和退化 土地生态修复一直以来都是地球面临的重要课题。荒漠化土地虽然有待修复，但也提供了大量的土地资源，因此， 将荒漠化土地生态修复与光伏建设相结合将带来多方面的收益。荒漠上的太阳能面板不仅可以供电，还可以减少 地面受到的日照辐射和水分蒸发量。清洗电池板时喷洒的水分，提高了土壤表层的含水量，促进了植被的生长和 恢复。
太阳能光伏发电系统的分类、组成及工作原理介绍
太阳能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。
太阳能光伏发电的优点是较少受地域限制，因为阳光普照大地;光伏系统还具有安全可靠、无噪声、低污染、无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电及建设周期短的优点。
一、太阳能光伏发电系统的分类太阳能光伏系统分为离网光伏发电系统、并网光伏发电系统和分布式光伏发电系统：1、离网光伏发电系统。
主要由太阳能电池组件、控制器、蓄电池组成，若要为交流负载供电，还需要配置交流逆变器。
2、并网光伏发电系统就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电这后直接接入公共电网。
并网发电系统有集中式大型并网电站一般都是国家级电站，主要特点是将所发电能直接输送到电网，由电网统一调配向用户供电。
但这种电站投资大、建设周期长、占地面积大，还没有太大发展。
而分散式小型并网发电系统，特别是光伏建筑一体化发电系统，由于投资小、建设快、占地面积小、政策支持力度大等优点，是并网发电的主流。
3、分布式光伏发电系统，又称分散式发电或分布式供能，是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电供电系统，以满足特定用户的需求，支持现存配电网的经济运行，或者同时满足这两个方面的要求。
二、太阳能光伏系统的组成1、太阳能板：太阳能电池板是太阳能光伏系统中的核心部分，太阳能电池板的作用是将太阳的光能转化为电能后，输出直流电存入蓄电池中。
太阳能电池板是太阳能光伏系统中最重要的部件之一，其转换率和使用寿命是决定太阳电池是否具有使用价值的重要因素。
2、控制器：太阳能控制器是由专用处理器CPU、电子元器件、显示器、开关功率管等组成。
3、蓄电池：蓄电池的作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。
4、逆变器：太阳能的直接输出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。
太阳能光伏发电系统
太阳能光伏发电系统组成
变配电设备： 作用：实现交流配电、计量、电压等级转
换等。
太阳能光伏发电系统组成
监控系统 作用：检测光伏电站各设备运行情况及电站运
行数据处理等。 包括：监控软件、电脑、环境检测仪、通讯线
缆等。
光伏系统应用形式
地面光伏电站： 光伏建筑一体化电站 光伏建筑结合
太阳能光伏发电系统
主要内容
• 太阳能光伏发电系统原理 • 太阳能光伏发电系统组成 • 光伏系统应用形式 • 国家政策演变
太阳能光伏发电系“光生伏特效应”
来发电的。
太阳能光伏发电系统组成
光伏发电系统主要由以下几部分组成： 光伏组件阵列、支架安装系统、汇流设备、 储能与充放电设备、逆变器、变配电设备、线 缆及监控系统等。
太阳能光伏发电系统组成
太阳能光伏发电系统组成
太阳能电池板阵列： 作用：利用光照产生直流电。
太阳能电池板依据制作材料可分为：单晶硅电 池板、多晶硅电池板、非晶硅电池板（含柔性薄 膜）。
太阳能光伏发电系统组成
支架系统： 作用：用于支撑光伏组件阵列。
依据是否可根据光照自动调节组件方向以实现发电 效率最大化，可将支架系统分为：固定倾角支架系统、 单轴跟踪系统、双轴（多轴）跟踪系统。
（二）示范项目建设的其他费用采取定额补贴。 2010 年补贴标准暂定为：用户侧光伏发电项目4元/瓦（其中建 材型和构件型光电建筑一体化项目为6元/瓦），偏远无电 地区独立光伏发电项目10元/瓦（其中户用独立系统为6元/ 瓦）。
国家政策演变
第二阶段（当前）： “分布式” 特点：取消电站建设性补贴，改为电价补贴。
分布式光伏发电价格：
（一）对分布式光伏发电实行按照全电量补贴的政策， 电价补贴标准为每千瓦时0.42元（含税，下同），通 过可再生能源发展基金予以支付，由电网企业转付； 其中，分布式光伏发电系统自用有余上网的电量，由 电网企业按照当地燃煤机组标杆上网电价收购。
太阳能光伏发电系统的性能及原理介绍
太阳能光伏发电系统的性能及原理介绍性能介绍：1.高效性能：太阳能电池板是太阳能光伏发电系统的核心部件，它能够将太阳能光子转化为电能。
目前市场上的太阳能电池板效率可达到20%左右，而一些高效太阳能电池板的效率甚至可以达到30%。
高效性能意味着更高的电能产生效率，使得太阳能光伏发电系统具有更好的发电能力。
2.稳定性：太阳能光伏发电系统具有较好的稳定性能，可以在各种环境条件下工作，不会受到天气、温度等因素的影响。
只要有太阳光照射，系统就能正常运行。
这种稳定性能使得太阳能光伏发电系统成为一种可靠的能源解决方案。
3.长寿命：太阳能光伏发电系统的寿命较长，一般可以达到25年以上。
尽管太阳能电池板会随着时间的推移而逐渐衰减，但现代太阳能电池板的衰减速度非常慢，因此系统的寿命可以得到很好的保证。
这种长寿命特性使得太阳能光伏发电系统的投资回报周期比较短，适合长期使用。
4.环保可持续：太阳能光伏发电系统是一种环保可持续的能源解决方案。
它不会产生任何排放物，不会对环境造成污染。
同时，太阳能不会消耗，是一种无限可再生的能源资源。
采用太阳能光伏发电系统可以有效减少对非可再生能源的依赖，实现可持续发展。
原理介绍：太阳能光伏发电系统的原理是基于光电效应的。
太阳光中的光子在太阳能电池板上撞击晶体硅等光敏材料时会激发光电效应，将光能转化为电能。
太阳能电池板中的光敏材料通常是由多个硅元素组成的半导体材料。
硅元素是一种四价元素，晶体硅中包含有四个电子，其中两个是共用电子，形成原子结构稳定的晶格。
当太阳光照射到晶体硅上时，光子会将光子能量传递给晶体硅的电子，使电子获得足够的能量跃迁到导带中。
这些在导带中的自由电子可以在导线中形成一个电流，从而产生电能。
同时，晶体硅中的原子可以重新填补电子空穴，保持电中性。
这样，晶体硅中就形成了一个电荷分离区域，产生了一个电势差，也就是电压。
为了收集这些产生的电能，太阳能电池板通常会连接到光伏逆变器。
光伏逆变器将直流电能转换为交流电能，以供电网或负载使用。
光伏发电系统简介
（2）充电控制器 在不同类型的光伏发电系统中，充电控制器 不尽相同，其功能多少及复杂程度差别很大，这 需根据系统的要求及重要程度来确定。充电控制 器主要由电子元器件、仪表、继电器、开关等组 成。在太阳发电系统中，充电控制器的基本作用 是为蓄电池提供最佳的充电电流和电压，快速、 平稳、高效的为蓄电池充电，并在充电过程中减 少损耗、尽量延长蓄电池的使用寿命；同时保护 蓄电池，避免过充电和过放电现象的发生。如果 用户使用直流负载，通过充电控制器还能为负载 提供稳定的直流电（由于天气的原因，太阳电池 方阵发出的直流电的电压和电流不是很稳定）。
太阳能电池原理
太阳能电池主要由半导体硅制成。在半导体上 照射光后，由于其吸收光能会激发出电子和空穴 （正电荷），从而半导体中有电流流过，这可称 为“光发电效应”或简称“光伏效应”。
掺有磷杂质的硅含有多余电子，称为N型半导 体；掺有硼杂质的硅含有多余正电荷，称为P型半 导体。若将两者结合，称为PN结，这就是半导体 器件的最基本结构。 在PN结中，P型半导体的电子受到拉力，N型 半导体的正电荷受到拉力，在结合处形成正负抵 消的区域，形成阻挡层。此时，若有光照射，则 激发电子自由运动流向N型半导体；正电荷则集结 于P型半导体，从而产生了电位势。
光伏发电系统
光伏发电是指利用光伏电池板将太阳光辐射 能量转化为电能的直接发电方式。 光伏发电系统是由光伏电池板，控制器和电 能存储和变换环节构成的发电与电能变换系统。 光伏电池板产生的电能经过电缆，控制器， 储能等环节予以储存和转换，转换为负载所能使 用的电能。
光伏发电系统分类
光伏发电系统按与电力系统关系分类： (1)孤立光伏发电系统是不与常规电力系统相 连而孤立运行的发电系统. (2)并网光伏发电系统是与电力系统连接在一 起的光伏发电系统。
太阳能光伏发电系统
5.2 独立光伏发电系统
独立光伏系统，也称为离网型太阳能光伏发电系统。独立 光伏系统是利用太阳电池组件方阵直接将太阳辐射能直接转换 为电能，且不需与公用电网连接的光伏系统。 独立光伏系统因为一般在任何地方不需要长距离布线，从 而使得独立系统更加符合偏远山区。 独立光伏系统因不与公用电网相连接，且独立光伏系统受 日照条件、温度、云层、风沙等气象条件影响较大，加之一般 太阳电池负载特性较软，为了太阳能光伏系统的稳定运行，在 系统中除太阳电池组件方阵以外还需具备一定的储能元件一般 为免维护铅酸蓄电池，别外还需有其他元件，如光伏控制器等， 所以独立光伏系统的建设成本一般较高，且维护成本也较高。
太阳能并网发电系统是利用太阳能电池方阵，在白天有光照时产 生的直流电通过并网逆变器转换成符合电网要求的交流电之后直 接接入公共电网，产生的电力除了供给交流负载外，多余的电力 反馈给电网。在阴雨天或晚上，太阳能电池组件没有产生电能不 能满足负载需求时则由电网供电。这种系统直接将电能输入电网， 免除了蓄电池储能装置，省掉了蓄电池储能和释放的过程，可以 充分利用光伏方阵所发的电能从而减小了能量的损耗，并降低了 系统的成本。
独立光伏系统也称离网型光伏系统，是相对并 网光伏发电系统而言，不需要与公用电网相连 接。独立光伏系统根据其划分依据不同可以分 成不同种类，就独立光伏系统的所接负载类型 的不同可以将其划分的几种类型予以简单介绍： 1.光伏照明系统 2.太阳能监控系统 3.光伏水泵系统 4.独立光伏电站
5.2.3 独立光伏系统的设计方法
逆变器
逆变器就是把直流电（例如12VDC） 逆变器 逆变成交流电（例如220VAC）的 设备。一般分为独立逆变器和并 网逆变器 。
逆变器是将直流电转换成交流电的设备。由于 太阳能电池和蓄电池是直流电源，而负载是交 流负载时，逆变器是必不可少的。逆变器按运 行方式，可分为独立运行逆变器和并网逆变器。 独立运行逆变器用于独立运行的太阳能电池发 电系统，为独立负载供电。并网逆变器用于并 网运行的太阳能电池发电系统。逆变器按输出 波型可分为方波逆变器和正弦波逆变器。方波 逆变器电路简单，造价低，但谐波分量大，一 般用于几百瓦以下和对谐波要求不高的系统。 正弦波逆变器成本高，但可以适用于各种负载。
太阳能光伏发电系统的工作原理
太阳能光伏发电系统的工作原理太阳能光伏发电系统是利用太阳能将光能转化为电能的一种可再生能源发电方式。
光伏发电系统由多个组件组成，包括太阳能电池板、逆变器、电网接入、电池储能系统等。
以下是太阳能光伏发电系统的工作原理的详细解释：1. 太阳能电池板的光吸收和电能转换：太阳能电池板是整个系统的核心组件，它由多个光电池片组成。
当太阳光照射到光电池片上时，光子的能量将激发光电池片中的电子。
这些激发的电子通过固定的电子流动路径形成电流，产生直流电能。
2. 直流电转换为交流电：由于太阳能电池板输出的电能是直流电，而生活中大部分电器设备使用的是交流电，因此需要通过逆变器将直流电转换为交流电。
逆变器能够将直流电的电流和电压进行调整，使其符合电网的交流电标准。
3. 电网接入和电能供应：经过逆变器转换后的交流电能可直接接入电网供电。
当太阳能电池板所产生的电能超过使用需求时，多余的电能可以流入电网，并向其他用户供电。
而当太阳能电池板所产生的电能不足以满足使用需求时，电网将自动补充电能。
4. 电池储能系统：光伏发电系统中还可以加装电池储能系统，用于存储多余的电能。
当太阳光不足或夜间时，电池可以释放储存的电能，供电给用户使用。
这种方式可以解决夜间或光照不足时的电能需求问题。
5. 监测和控制系统：光伏发电系统通常还配备有监测和控制系统，用于实时监测系统的运行状态和各个组件的工作情况。
通过监测和控制系统，可以及时发现并解决系统中可能出现的故障，并保持系统的稳定运行。
总结起来，太阳能光伏发电系统的工作原理如下：1. 太阳能电池板吸收光能并将其转换为直流电；2. 逆变器将直流电转换为交流电，使其符合电网标准；3. 交流电可直接接入电网供电，满足用户的使用需求；4. 电池储能系统可存储多余的电能，并在需要时供电；5. 监测和控制系统用于实时监测和维护系统运行。
太阳能光伏发电系统在可再生能源中具有重要的地位，其工作原理清晰明确。
通过提高太阳能电池板的光电转换效率、加强逆变器的稳定性和控制系统的可靠性，光伏发电系统的发展前景将更加广阔。
四大光伏发电系统概述
四大光伏发电系统概述根据不同场合的需要，太阳能光伏发电系统一般分为并网发电系统、离网发电系统、并离网储能系统和并网储能系统四种。
1、并网发电系统光伏并网系统由组件，支架，并网逆变器，并网柜组成，太阳能电池板发出的直流电，经逆变器转换成交流电送入电网。
目前主要有大型地面电站、中型工商业电站，小型家用电站三种形式。
由于并网光伏发电系统不需要使用蓄电池，节省了成本。
国家发布的并网新政策已经明确表示，家庭光伏电站可以免费入网，多余的电还可以卖给电力公司。
从投资的长远角度，按家庭光伏电站25年的使用寿命计算，6-10年左右可以回收成本，剩下的十几年就是赚到的。
但是，并网也有其缺点，就是当公共电网断电时，光伏发电也不能运行。
但是如果把其中的并网逆变器换成储能逆变器，电站就可以正常运转。
2、离网发电系统离网型光伏发电系统，不依赖电网而独立运行，广泛应用于偏僻山区、无电区、海岛、通讯基站和路灯等应用场所。
系统一般由太阳电池组件组成的光伏方阵、太阳能控制器，逆变器、蓄电池组、负载等构成。
光伏方阵在有光照的情况下将太阳能转换为电能，通过太阳能控制逆变一体机给负载供电，同时给蓄电池组充电；在无光照时，由蓄电池通过逆变器给交流负载供电。
这种系统由于必须配备蓄电池，且占据了发电系统30－50%的成本。
而且铅酸蓄电池的使用寿命一般都在3－5年，过后又得更换，这更是增加了使用成本。
而经济性来说，很难得到大范围的推广使用，因此不适合用电方便的地方使用。
对于无电网地区或经常停电地区家庭来说，离网系统具有很强的实用性。
特别是单纯为了解决停电时的照明问题，可以采用直流节能灯，非常实用。
因此，离网发电系统是专门针对无电网地区或经常停电地区场所使用的。
图1 离网型光伏发电系统示意图3、并离网储能系统并离网型光伏发电系统广泛应用于经常停电，或者光伏自发自用不能余量上网、自用电价比上网电价价格贵很多、波峰电价比波平电价贵很多等应用场所。
系统由太阳电池组件组成的光伏方阵、太阳能并离网一体机、蓄电池组、负载等构成。
太阳能光伏发电系统ppt课件
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光伏发电技术的优势
1. 太阳能资源丰富且免费 2. 没有会磨损、毁坏或需替换的活动部件 3. 保持系统运转仅需很少的维护 4. 系统为组件，可在任何地方快速安装 5. 无噪声、无有害气体排放和污染
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光伏发电在BIPV上的运用
1. 定义： 使光伏发电与建筑相结合，让光伏部
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5.太阳能光伏与建筑一体化优点：
（1）可以有效利用围护表面（屋顶和墙面），无需额外用地或加建其他设 施，节省了土地资源。这对于人口密集、土地昂贵的城市尤为重要； （2）可原地发电、原地使用，可节约电站送电网的投资和减少输电、分电 损耗； （3）通常夏季由于空调、制冷等设备的使用，形成用电高峰，而这时也是 光伏方阵发电最多的时期，BIPV系统除保证自身建筑内用电外，还可以向 电网供电，从而舒缓高峰电力需求，解决电网峰谷供需矛盾，具有极大的 社会效益； （4）由于光伏阵列安装在屋顶和墙面上，并直接吸收太阳能，避免了墙面 温度和屋顶温度过高，因此可以改善室内温度，并且降低空调负荷； （5）利用太阳能光伏发电减少了一般由于化石燃料发电所带来的严重空气 污染，这对于环保要求更高的今天和未来极为重要； （6）在建筑围护结构上安装光伏阵列，可推动光伏组件的应用和批量生 产，进一步降低其市场价格。
工作过程：太阳电池(solar cell)是以半导体制成的，将 太阳光照射在其上，太阳电池吸收太阳光后，能透过p型半 导体及n型半导体使其产生电子(负)及空穴(正)，同时分离 电子与空穴而形成电压降，再经由导线传输至负载。
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光伏发电的原理
1. 光能到电能转换只有在P-N结界面活性层发 生。并且一个光子只能激发出一个电子-空 穴对。
20221021太阳能光伏发电基本介绍
太阳能光伏发电基本介绍一、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。
其中独立太阳能系统是独立运行的、不需要依赖电网。
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。
二、系统组成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。
光伏发电系统的构成和工作原理
光伏发电系统的构成和工作原理光伏发电系统是一种利用太阳能进行发电的系统，其构成主要包括太阳能电池板、电池板支架、电池组、逆变器以及电网等关键组件。
本文将详细介绍光伏发电系统的构成和工作原理。
一、太阳能电池板太阳能电池板是光伏发电系统的核心组件，它由多个太阳能电池组成。
太阳能电池是一种能够将太阳光转化为直流电能的设备，其原理是利用光生电压效应。
当太阳光照射到太阳能电池板上时，太阳能电池中的半导体材料将光能转化为电能。
二、电池板支架电池板支架是支撑太阳能电池板的重要部件，其主要作用是使太阳能电池板能够正确地面向太阳光。
电池板支架一般采用轻质金属材料制作，具有良好的强度和耐腐蚀性能，能够抵御恶劣天气的侵蚀。
三、电池组电池组是光伏发电系统的能源存储和调节装置，它由多个蓄电池组成。
电池组的主要作用是将太阳能电池板转化的直流电能储存起来，以便在夜间或光照不足时供电使用。
同时，电池组还能平衡发电和消耗之间的能量差异，确保系统的稳定运行。
四、逆变器逆变器是将直流电能转化为交流电能的关键装置。
由于绝大多数家庭和企业使用的电器设备都是交流电，因此光伏发电系统必须通过逆变器将直流电能转化为交流电能才能供电。
逆变器还能将多个光伏发电系统并联在一起，形成大型光伏电站，实现对电网的供电。
五、电网电网是指城市或地区供电系统，光伏发电系统通过逆变器将发电产生的交流电能送入电网。
在白天太阳能充足的情况下，光伏发电系统可以向电网供电；而在夜间或光照不足时，系统则从电网获取电能进行使用。
电网能够对光伏发电系统的供电进行监测和控制，实现能源的高效利用。
光伏发电系统的工作原理如下：首先，太阳能电池板吸收并转化太阳光能，产生直流电能。
然后，直流电能通过电池组存储，并经过逆变器转化为交流电能。
最后，交流电能通过电网供电给家庭或企业使用。
总结：光伏发电系统的构成包括太阳能电池板、电池板支架、电池组、逆变器和电网等重要组件。
其工作原理是通过太阳能电池板将太阳光能转化为直流电能，并通过逆变器将直流电能转化为交流电能，最终供电给家庭或企业使用。
光伏发电系统介绍
太阳能电池阵列
控制器 蓄电池
逆变器
离网发电系统
直流负载 交流负载
控制器
逆变器
太阳能电池阵列
蓄电池
电网
并网储能系统
负载
太阳能电池阵列
并网 逆变器
并网发电系统
太阳能电池阵列
太阳能电池阵列 蓄电池
秘密
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光伏 逆变器
光伏 逆变器
交流 智能 配电
柜
储能 逆变器
微网系统
电网
电网
负荷 柴油 发电机
光伏发电系统概述 离网发电系统
秘密
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光伏系统电气方案设计 集中式光伏并网发电系统
集中式光伏并网电站一般是国家级电站，功率等级在几MW~几百MW，并网电压等级在35千伏及以 上，主要特点是将所发电能直接输送到电网，由电网统一调配向用户供电。 集中式光伏并网发电系统收益 执行国家标杆电价 2016~2017年间 约0.8元/度
海岛
光伏发电系统概述
并网发电系统
环境测试仪
太阳能电池板输出直流电，通过汇 流箱汇流后，进入直流配电柜，再 进入逆变器转换为交流电，交流电 通过升压变压器进入高压电网。
特点
规模从几kW到几百MW,可大可小 电站形式多样 运营模式多样，主要依赖国家政策 补贴
数据采集器
直流柜
本地监控
秘密
6/42
太阳能电池阵列 汇流箱
DC/DC
+Ud/2 C1
TA4
0
TB4
TA1
TB1
TC1
TA3
Ls
Ls
TB3
TC4
TC3
Ls
C2 -Ud/2
TA2
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太阳能光伏发电系统是利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统，有独立运行和并网运行两种方式。
独立运行的光伏发电系统需要有蓄电池作为储能装置，主要用于无电网的边远地区和人口分散地区，整个系统造价很高；在有公共电网的地区，光伏发电系统与电网连接并网运行，省去蓄电池，不仅可以大幅度降低造价，而且具有更高的发电效率和更好的环保性能。
一套基本的太阳能发电系统是由太阳电池板、充电控制器、逆变器和蓄电池构成，下面对各部分的功能做一个简单的介绍：太阳电池板太阳电池板的作用是将太阳辐射能直接转换成直流电，供负载使用或存贮于蓄电池内备用。
一般根据用户需要，将若干太阳电池板按一定方式连接，组成太阳能电池方阵，再配上适当的支架及接线盒组成。
充电控制器在不同类型的光伏发电系统中，充电控制器不尽相同，其功能多少及复杂程度差别很大，这需根据系统的要求及重要程度来确定。
充电控制器主要由电子元器件、仪表、继电器、开关等组成。
在太阳发电系统中，充电控制器的基本作用是为蓄电池提供最佳的充电电流和电压，快速、平稳、高效的为蓄电池充电，并在充电过程中减少损耗、尽量延长蓄电池的使用寿命；同时保护蓄电池，避免过充电和过放电现象的发生。
如果用户使用直流负载，通过充电控制器还能为负载提供稳定的直流电（由于天气的原因，太阳电池方阵发出的直流电的电压和电流不是很稳定）。
逆变器逆变器的作用就是将太阳能电池方阵和蓄电池提供的低压直流电逆变成２２０伏交流电，供给交流负载使用。
蓄电池组蓄电池组是将太阳电池方阵发出直流电贮存起来供负载使用。
在光伏发电系统中，电池处于浮充放电状态，夏天日照量大，除了供给负 载用电外，还对蓄电池充电。
在冬天日照量少时，这部分贮存的电能逐步放出。
白天太阳能电池方阵给蓄电池充电，同时方阵还要给负载用电，晚上负载用电全部由 蓄电池供给。
因此，要求蓄电池的自放电要小，而且充电效率要高，同时还要考虑价格和使用是否方便等因素。
常用的蓄电池有铅酸蓄电池和硅胶蓄电池?熏要求较 高的场合也有价格比较昂贵的镍镉蓄电池。
太阳能光伏电源系统概述清上园Ⅱ期太阳能光伏电源系统是一种典型的独立光伏发电系统，是以太阳电池作为主供电源，由太阳能电池方阵、接线箱、控制器、逆变器、输出配电柜、蓄电池组和支架等组成的可完全独立运行的交流电源系统，太阳能光伏电源系统为固定安装，供电可用率99.9%以上。
太阳能光伏电源系统的设计计算主要依据现场实际情况，为满足符合能量的需求,在系统设置地点的日照条件和环境温度等情况下，优选出合适的太阳能电池方阵和蓄电池容量，并使系统中所有设备相互匹配，保证系统的合理性和适用性。
一个完善的太阳能光伏电源系统需要考虑多种因素进行设计，如电气性能设计、热力设计、机械结构设计等，对地面应用的独立电源系统来说，最主要的是根据使用要求，决定太阳能电池方阵和蓄电池规模，以满足正常工作的需求。
太阳能光伏电源系统总体设计原则是在保证满足负载用电量需要的前提下，确定最少的太阳能电池组件和蓄电池容量。
通过技术经济分析，合理确定太阳能电池组件数量和蓄电池容量、包括安全性、可靠性等诸多方面的要求。
系统配置的设计主要考虑两种因素：(1)根据负荷需求，环境参数和太阳能光伏电源系统部件的电气参数，选择不同的系统部件。
(2)需要确定的数据主要包括：安装地点的日照辐射、太阳能电池方阵倾斜面的日照辐射、环境温度参数。
系统电压、负荷能量需求，最大和平均的放电电流。
控制器、逆变器调节特性与参数，太阳能电池组件和蓄电池的特征参数和系统供电可靠性和供电电源可用率。
系统设计系数的选择：有关太阳能电池设计方面的设计系数太阳能电池方阵组合损耗系数1%。
太阳能电池组件在组合成方阵的过程中因组件失配而引起的损耗。
同时，在对各站点组件配置时，整套系统要求组件电压、电流失配控制、电压失配控制值为±2%，电流失配控制值为±1%，功率失配控制值为±1%。
环境系数为100%。
太阳能光伏电源系统要求安装地点无阴影、太阳能电池方阵向正南，无树木及房屋遮挡、发电时期太阳高度无影响。
温度系数为89%。
太阳能光伏电源的安装地点室外设计温度为-20℃～55℃。
根据太阳能电池组件的温度因数取值。
污浊系数为95%。
根据系统安装地点的风沙尘土情况，考虑对组件发电量的影响。
衰减系数为10%。
电池组件随时间推移，紫外线照射引起的物理反应，发电量会有所衰减。
因此选用的组件实际衰减率10年为5%。
有关蓄电池设计方面的设计系数无日照天数为5天。
此数据根据太阳能电池安装的具体地理位置，并考虑实际运行情况选择。
安全系数130%。
为安全起见蓄电池具有30%的备用容量，即意味着电池在完全放电后具有30%的剩余容量。
充电效率92%，放电效率98%。
上述2个数据为太阳能光伏电池方阵发电对蓄电池充电过程和蓄电池对负荷放电过程引起的损耗。
最大放电深度70%。
为保证蓄电池的使用寿命和电气性能，系统设计在各种运行环境条件下的最大DOD系数为70%。
最大日放电深度16%。
正常运行时，太阳能光伏电源系统中的蓄电池以近似浮充电的方式浅循环运行。
每日的设计最大日放电深度为16%，以保证不影响蓄电池的实际使用寿命。
温度系数为1.20。
蓄电池性能和寿命受温度影响很大。
虽然控制器设有运行参数温度补偿功能，但还应考虑温度影响。
有关系统运行和安全方面的设计系数平均无故障时间MTBF为10000h。
系统可靠性除组成部件的MTBF影响外，系统的合理优化组合也影响系统的MTBF。
太阳能电池，支架风力系数20m/s。
考虑北京地区年平均2.5m/s的风速，支架设计按照30m/s进行计算。
电压电流回路安全系数不低于1.5。
设备运行安全。
可靠，要考虑对电压和电流回路合理的选择，同时对电压电流保护操作进行合理地选择。
设备容量安全系数最小值120%。
包括控制器(整流器，调压装置、配电盘)、接线箱和电缆导线等。
工程概述清上园II期内建有40～50m高塔楼6座，南北楼间距20～40m。
在相邻建筑物之间将无法获得有效日照时数或有效日照时数将大打折扣。
因此社区内的照明灯具除将采用太阳能集中供电方式，即在建筑屋顶安装太阳能光伏电站，以便使照明灯具获得充足的电力供应。
系统配置太阳能电池方阵该社区内太阳能光伏电源系统总装机容量4560Wp，选用保定天威英利新能源公司生产的120(17)D优质单晶硅电池组件38块。
该组件采用高效率晶体硅太阳电池片，转换效率高：≥14%；使用寿命长：≥20年，衰减小；采用无螺钉紧固铝合金边框，便于安装.杭机械强度高；采用高透光率钢化玻璃封装，透光率和机械强度高；采用密封防水的多功能接线盒；具有良好的耐候性，防风。
防雹；可有效抵御湿气和盐雾的腐蚀，不受地理环境影响。
太阳能充电控制器该太阳能光伏发电系统选用德国Steca公司生产的Power-Tarom2140控制器2台。
Power Tarom系列充电控制器，均带有直流输出功能，可为直流负载供电。
可以详细反映蓄电池的状态，以此调整充电电压和电流，使其完全符合蓄电池充电的实际需要，提高充电效率，达到快速、平稳充电的目的。
采用该套太阳能充电器，为以后系统的扩容打下了基础；同时该控制器还可以存储光伏发电系统的各项运行数据，这为评估系统的各项性能提供了可靠的依据。
逆变器直流12V/24V输入，交流220V输出；纯正正弦波输出(THD≤4%≤；输入与输出完全隔离设计；高效率88～94%；指示灯显示输入电压与负载功率；多种保护功能；负载控制风扇冷却。
蓄电池蓄电池组选用广东叵达蓄电池总厂TOYO单体12V200AH阀控式铅酸蓄电池。
密封阀控免维护铅酸蓄电池与传统的敞开型电池比较，具有以下优点：1.密封程度高，电解液不会轻易流动，所以电池可以横放；2.密封阀控免维护铅酸蓄电池的极板栅采用无锑铅合金，电池的自放电系数很小；3.电池的正负极板完全被隔离板包围，有效物质不易脱落，使用寿命长；4.密封阀控免维护铅酸蓄电池的体积比老式的电池小，而容量却比老式敞开型电池高；5.电池在长期运行中无需补充任何液体，同时在使用过程中不会产生酸雾、气体、维护工作量极小；6.电池的内阻很小，大电流放电特性好。
设计安装实例太阳能电池方阵的安装方阵支架方位角的设计：一般情况下，太阳能电池方阵应面向正南安装，方位角0°。
固定式支架倾角设计：根据年发电量计算结果，倾角定为40°。
安装方式设计：固定式、结构简单，安全可靠，安装调试及管理维护都很方便。
蓄电池组的安装方式：蓄电池组由单体蓄电池、蓄电池支架、连接线及铜母排等组成。
蓄电池组安放在蓄电池室内，同时要求与电池组件有较近的直流传输距离。
安装蓄电池的地点应干燥、清洁。
必须有良好的通气、排风条件，电池远离热源或易产生火花处，其安全距离要大于2m，避免阳光直射。
根据电池安装面积以及电池极限负荷重量，选择相应的电池组安装方式(地面安装或叠层安装)。
避雷、防雷及接地保护的设置场地防雷：方式：避雷带。
将金属导体沿被保护物顶部轮廓敷设，并保持适当距离，消引雷电荷，避免直接雷击。
直流侧的防雷：控制器内部有防雷击保护；系统接地保护：雷电保护系统的接地电阻应符合DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》的要求(一般不应大于10n)；线路接地系统应符合DL/T62-1997《交流电气装置的接地》的要求，以及DL499-92《农村低压电力技术规范》的技术要求(一般不应大于4Ω。
电源控制柜的安装：光伏系统的效率分析及发电量预测光伏阵列效率：光伏阵列在1000Ｗ／ｍ2太阳辐射强度下，实际的直流输出功率与标称功率之比。
光伏阵列在能量转换与传输过程中的损失包括：组件匹配损失：对于精心设计、精心施工的系统，约有4％的损失；太阳辐射损失：包括组件表面尘埃遮挡及不可利用的低、弱太阳辐射损失，取值5％；偏离最大功率点损失：如温度的影响等，取值4％；直流线路损失：按有关标准规定，应小于3％，得：η1＝96％×95％×96％×97％＝85％逆变器的转换效率：逆变器输出的交流电功率与直流输入功率之比对于进口逆变器，可取η1＝87％，控制器以及逆变后交流线路损失，取值3％系统的总效率等于上述各部分效率的乘积：η＝η1×η2×η3＝85％×97％＝72％4560Ｗｐ光伏系统发电量预测依据：北京地区太阳辐射量、系统组件总功率4560Ｗｐ、系统效率72％。
光伏阵列倾角等于40°，固定式安装；年发电量约6657千瓦小时；20年的总发电量约为119826千瓦小时，年平均发电5991千瓦小时(按20年输出衰减10％计算)。
20年节电119826ＫＷＨ，按每ＫＷＨ燃煤0．4Ｋｇｃｅ计算，减少燃煤47．930ｔｃｅ，减少煤灰、ＣＯ2，ＳＯ2等排放244975Ｋｇ，发挥了一定的环保效益。