太阳能光伏发电专业电力电子课件第1章 绪论
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太阳能光伏发电项目ppt课件
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珠海市经济开发区
汇报人：山丘
国家能源局数据显示，2015年光伏电池及组件出口量达到2500万千瓦以上，出口额达 到144亿美元。
光伏发电 发展过程 现状与趋势
12
2011年，全球光伏新增装机容量约为27.5GW，较上年的18.1GW相比，涨幅高 达52%，全球累计安装量超过67GW。
2011年的光伏发电安装量比2010年增长了约5倍，2011年电池产量达到20GW， 约占全球的65%，中国是全球光伏发电安装量增长最快的国家。
20世纪80年代后，太阳能电池的种类不断增多、应用范围日益广阔、市场规模也逐步 扩大。丰富的太阳辐射能是重要的能源，是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、 人类能够自由利用的能源。
光伏发电 发展过程 早期历史
10
20世纪90年代后，光伏发电快速发展，到2006年，世界上已经建成了10多座兆瓦级 光伏发电系统，6个兆瓦级的联网光伏电站。美国是最早制定光伏发电的发展规划的 国家。1997年又提出“百万屋顶”计划。
但是价格昂贵，多用于航空航天等重要地方。基本没有规模化产业化的实用价值
薄膜光伏电池具有轻薄、质轻、柔性好等优势
应用范围非常广泛，尤其适合用在光伏建筑一体化之中
晶硅光伏组件安装后，暴晒50——100天，效率衰减约2——3%， 此后衰减幅度大幅减缓并稳定有每年衰减0.5——0.8%，20年衰减约20%
光伏发电 发展过程 早期历史
目录
CONTENTS
1
2
光伏发电原理 光伏发电特点
3
发电转化率
5
系统分类
6
结构特点
7
发电成本
4
发展过程
光伏发电原理PPTppt
光伏发电技术发展趋势
要点三
Байду номын сангаас
高效光伏电池技术
随着光伏电池技术的不断进步，转换效率的不断提升，新型高效光伏电池技术将成为未来发展的趋势。
要点一
要点二
光伏建筑一体化
结合建筑设计和光伏技术，实现能源的高效利用和节能减排，推动绿色建筑的发展。
储能技术与智能调控
随着储能技术的不断发展，与光伏发电系统相结合，可提高电力系统的稳定性和可靠性，实现智能调控和优化运行。
光伏发电定义
光伏发电的优势
太阳能是一种可再生能源，光伏发电具有长期稳定供电的能力。
可再生能源
环境友好
灵活性
经济价值
光伏发电不产生污染物，对环境无害。
光伏发电系统可灵活安装在各种场地，适应性强。
光伏发电系统具有投资价值，能够降低电费支出，提高能源效率。
光伏发电系统组成
负责吸收太阳光并转化为电能。
太阳能电池板
最大功率点
温度系数和照度系数是描述光伏电池性能随温度和照度变化的重要参数。
温度系数和照度系数
03
光伏发电系统设计
光伏发电系统设计原则
系统设计应保证光伏发电系统的长期稳定运行，减少故障率，提高系统的可用性。
可靠性原则
经济性原则
环保性原则
适应性原则
在满足可靠性的前提下，应尽可能降低系统的成本，提高系统的经济性。
改善环境质量
光伏发电的社会效益
光伏发电不产生废气、废水和固体废弃物等污染，对环境无害。
光伏发电的环保意义
减少污染
光伏发电可节省能源消耗，从而减少对环境的破坏，具有显著的节能减排效果。
节能减排
光伏发电符合可持续发展的要求，为后代创造了一个清洁、健康的生存环境。
要点三
Байду номын сангаас
高效光伏电池技术
随着光伏电池技术的不断进步，转换效率的不断提升，新型高效光伏电池技术将成为未来发展的趋势。
要点一
要点二
光伏建筑一体化
结合建筑设计和光伏技术，实现能源的高效利用和节能减排，推动绿色建筑的发展。
储能技术与智能调控
随着储能技术的不断发展，与光伏发电系统相结合，可提高电力系统的稳定性和可靠性，实现智能调控和优化运行。
光伏发电定义
光伏发电的优势
太阳能是一种可再生能源，光伏发电具有长期稳定供电的能力。
可再生能源
环境友好
灵活性
经济价值
光伏发电不产生污染物，对环境无害。
光伏发电系统可灵活安装在各种场地，适应性强。
光伏发电系统具有投资价值，能够降低电费支出，提高能源效率。
光伏发电系统组成
负责吸收太阳光并转化为电能。
太阳能电池板
最大功率点
温度系数和照度系数是描述光伏电池性能随温度和照度变化的重要参数。
温度系数和照度系数
03
光伏发电系统设计
光伏发电系统设计原则
系统设计应保证光伏发电系统的长期稳定运行，减少故障率，提高系统的可用性。
可靠性原则
经济性原则
环保性原则
适应性原则
在满足可靠性的前提下，应尽可能降低系统的成本，提高系统的经济性。
改善环境质量
光伏发电的社会效益
光伏发电不产生废气、废水和固体废弃物等污染，对环境无害。
光伏发电的环保意义
减少污染
光伏发电可节省能源消耗，从而减少对环境的破坏，具有显著的节能减排效果。
节能减排
光伏发电符合可持续发展的要求，为后代创造了一个清洁、健康的生存环境。
光伏发电应用技术PPT课件
全球单体最大太阳能建筑并网发电
全球最大的光伏建筑一体化低能耗生态建筑——尚德光伏研发中心大楼竣工。这里将成为尚德公司国家级 企业（集团）技术中心的研发基地。
尚德光伏研发中心大楼总投资约2亿元，该幢建筑地上7层，幕墙总高度37米，总面积约1.8万平方米，PV 幕墙面积6900平米，是全球最大的光电幕墙。整个工程设计容量为1兆瓦，预计全年发电量将达到70万千瓦 时，预计将为整体建筑提供80％耗电。
PV系统累计安装量(kW)
我国光伏电池组件发展情况
30000 25000 20000 15000 10000
5000 0
1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001
美国－“百万屋顶计划”
美国在1997年6月宣布了太阳能“百万屋顶计划”（Million Solar Roofs Initiative），准备在2010年以前，在100万座建筑物上安装太阳能系统，主要是 太阳能光伏发电系统和太阳能热利用系统。
如果“百万屋顶计划”顺利实现，到 2010 年 CO2 年排放量可减少 300 万吨。美国太阳能光伏发电与热 利用技术比较成熟，开始进入大规模生产阶段。两大太阳能电池公司年生产能力分别达到 5MW 和10MW， 整个美国光伏发电产品的年销售量达到100MW以上。
日本光伏产业快速发展的主要经验：基本国策，常抓不懈；资金投入，政策优惠。
德国－“10万屋顶发电计划”
德国在 2003 年完成“10万屋顶发电计划”，2000 年颁布可再生能源法，2003年又公布了可再生能源促 进法，引发了德国光伏发展的新一轮高峰。2004 年德国光伏发电总量达到 6×105GWh，可去、现在和未来
太阳能光伏发电技术PPT资料57页
市场上的潜力
1.1 太阳能与太辐射
1.1.1 太阳能 太阳能是由内部氢原子发生聚变释
放出巨大核能而产生的能，来自太阳的 辐射能量。 人类所需能量的绝大部分 都直接或间接地来自太阳。
1.1 太阳能与太辐射
太阳是距地球最近的恒星，直径 1.39x10 3Km，地球轨道上的平均太阳辐 射强度为1,369w/㎡。地球赤道周长为 40,076千米，地球获得的能量可达 173,000Tw。在海平面上的标准峰值强度 为1kw/m2，地球表面某一点24h的年平 均辐射强度为0.20kw/㎡，相当于有 102,000Tw的能量。
1.1 太阳能与太辐射
当Z=0时，AM=1,称大气质量为 1 ，用AM1表示，当Z=48.2度时， AM=1.5, Z=60度，AM=2。
分别用AM1.5和AM2表示大气质 量为1.5和2。AM1.5是指晴天时太阳 光昭射到一地面的情况，其辐射总量 为1KW/m2,常用于太阳电池和组件 效率测试时的标准。
原理是将太阳辐射能收集起来，通过与物 质的相互作用转换成热能加以利用。目前使用 最多的太阳能收集装置，主要有平板型集热器、 真空管集热器、陶瓷太阳能集热器和聚焦集热 器等4种。
1.1 太阳能与太辐射
1.1 太阳能与太辐射
城市 斜面日均辐射量 峰值日照时数 计算公式（ 峰值日照时数）
呼和浩特 20195
5.576835
太原
17394
4.8320532
乌鲁木齐 16594
4.6098132
二、（年总辐射量×0.0116）/365 千卡/厘米２
西宁
19617
5.4496026
兰州
15842
4.4009076
1.1 太阳能与太辐射
1.1 太阳能与太辐射
1.1.1 太阳能 太阳能是由内部氢原子发生聚变释
放出巨大核能而产生的能，来自太阳的 辐射能量。 人类所需能量的绝大部分 都直接或间接地来自太阳。
1.1 太阳能与太辐射
太阳是距地球最近的恒星，直径 1.39x10 3Km，地球轨道上的平均太阳辐 射强度为1,369w/㎡。地球赤道周长为 40,076千米，地球获得的能量可达 173,000Tw。在海平面上的标准峰值强度 为1kw/m2，地球表面某一点24h的年平 均辐射强度为0.20kw/㎡，相当于有 102,000Tw的能量。
1.1 太阳能与太辐射
当Z=0时，AM=1,称大气质量为 1 ，用AM1表示，当Z=48.2度时， AM=1.5, Z=60度，AM=2。
分别用AM1.5和AM2表示大气质 量为1.5和2。AM1.5是指晴天时太阳 光昭射到一地面的情况，其辐射总量 为1KW/m2,常用于太阳电池和组件 效率测试时的标准。
原理是将太阳辐射能收集起来，通过与物 质的相互作用转换成热能加以利用。目前使用 最多的太阳能收集装置，主要有平板型集热器、 真空管集热器、陶瓷太阳能集热器和聚焦集热 器等4种。
1.1 太阳能与太辐射
1.1 太阳能与太辐射
城市 斜面日均辐射量 峰值日照时数 计算公式（ 峰值日照时数）
呼和浩特 20195
5.576835
太原
17394
4.8320532
乌鲁木齐 16594
4.6098132
二、（年总辐射量×0.0116）/365 千卡/厘米２
西宁
19617
5.4496026
兰州
15842
4.4009076
1.1 太阳能与太辐射
电力电子技术第五版王兆安课件-1绪论
03
电力电子技术பைடு நூலகம்应用领 域
电力系统
电力系统中的高压直流输电（HVDC）
01
通过电力电子技术实现大容量、长距离的直流输电，提高电网
稳定性和输电效率。
灵活交流输电系统（FACTS）
02
基于电力电子技术的控制器能够对交流输电系统进行快速、灵
活的控制，改善电网的稳定性、阻尼和潮流控制。
分布式发电与微电网
电力电子技术第五版 王兆安课件-1绪论
目 录
• 电力电子技术的定义与重要性 • 电力电子技术的发展历程 • 电力电子技术的应用领域 • 电力电子技术的基本元件与电路 • 电力电子技术的未来挑战与解决方案 • 结论
01
电力电子技术的定义与 重要性
定义
总结词
电力电子技术是一门研究利用半导体电力电子器件进行电能转换和控制的学科。
结合可再生能源的发展，研究电力电子技 术在绿色能源转换和智能电网建设中的应 用，推动能源可持续发展。
06
结论
本章总结
01
介绍了电力电子技术的 定义、发展历程和应用 领域。
02
强调了电力电子技术在 能源转换和智能电网中 的重要性。
03
概述了电力电子技术的 基本概念、电路拓扑和 变换理论。
04
展望了未来电力电子技 术的发展趋势和挑战。
稳压等领域。
电路分析方法
基尔霍夫定律
基尔霍夫定律是电路分析的基本原理，包括电流定律和电压定律， 用于描述电路中电压和电流的关系。
等效电路法
等效电路法是一种将复杂电路简化为简单电路的方法，通过引入等 效电阻、电感等元件来简化电路分析。
状态方程法
状态方程法是一种描述电路中状态变量的方法，通过建立状态方程 来分析电路的工作状态和动态特性。
光伏发电技术及其应用 教学课件 ppt 作者 魏学业 第一章
1.1光伏发电的发展
太阳能发电是新兴的可再生能源技术，太阳能光伏发电是利用 光伏电池的光生伏特效应而进行发电的，光伏电池具有电池组件 模块化、安装维护方便、使用方式灵活等特点，是太阳能光伏发 电应用最多的技术。太阳能光伏发电也称为光伏发电，是光伏电 池将太阳的辐射能直接转换为电能的过程，它正迅猛地发展并成 为化石燃料发电的重要替代品。 20世纪60年代，航空航天业的应 用大大地推动了光伏发电产业的研究和发展，目前太阳能光伏发 电在全球已经实现较大规模的应用，太阳能光伏发电成为了一个 令人瞩目的研究领域。 近些年来，随着光伏发电相关技术进步和产业规模的不断扩大 ，以及光伏组件制造工艺的提高，光伏组件的价格下降较快，太 阳能光伏发电的成本在不断下降，为太阳能光伏技术的进一步发 展和广泛应用提供了必要条件。
1.2.2 光伏逆变器的分类
由于光伏逆变器与光伏模块的工作连接十分紧密，通常将光伏 控制器与逆变器组合成为光伏控制与逆变一体机。通常有以下几 种分类方式： 1．按功能用途分类 光伏逆变器可分为离网型（独立式）光伏逆变器和并网型光伏 逆变器两大类。并网光伏系统中的逆变器，直接与公共电网相连 接，具有将光伏系统产生的电能输送到电网的功能，相对于独立 式逆变器，技术上要求更高、控制算法更加复杂。 2．按是否隔离分类 根据光伏模块是否与市电隔离，并网逆变器又分为带变压器和 不带变压器两大类。带变压器的称为隔离型逆变器，又分为带工 频变压器的隔离型逆变器和带高频变压器的隔离型逆变器。而不 带隔离变压器的逆变器，通常称为高频逆变器或无隔离型逆变器
世界光伏发电产业的高速发展主要表现在以下几方面： 光伏电池产量持续增长 生产规模不断扩大 光伏市场飞速膨胀 新技术不断出现，电池效率不断提高 太阳能发电技术多元化发展 太阳能发电逐步成为电力系统的重要组成部分
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1.3 与相关学科的关系
与控制理论（自动化技术）的关系
控制理论广泛用于电力电子系统中。
电力电子技术是弱电控制强电的技术，
是弱电和强电的接口；
控制理论是这种接口的有力纽带。
电力电子装置是自动化技术的基础元件和
重要支撑技术。
电力电子技术 海南科技职业学院
1.4
计算机 电力电子技术
地位和未来
人脑 消化系统和循环系统 肌肉和四肢
1.3 与相关学科的关系
与电力学（电气工程）的关系 电力电子技术广泛用于电气工程中
高压直流输电 静止无功补偿
电力机车牵引
交直流电力传动
电解、电镀、电加热、高性能交直流电源
国内外均把电力电子技术归为电气工程的一 个分支。 电力电子技术是电气工程学科中最为活跃的 一个分支。
电力电子技术 海南科技职业学院
电力电子技术 海南科技职业学院
4 教材的内容简介和使用说明
4.1 教材的内容简介
4.2 教材的使用说明
电力电子技术 海南科技职业学院
4.1 教材的内容简介
《电力电子技术》 教材结构
第一部分 全书的基础 第2章 电力电子 器件 第9章 电力电子器件应 用的共性问题 第4章 逆变电路
第二部分 全书的主体 第3章 整流电路
历史是人类社会的一面镜子 分析过去、现在有助于把握未来
科学史是科学家的一面镜子
了解一门学科的过去、现在有助 于把握未来
电力电子技术 海南科技职业学院
2 电力电子技术的发展史
史前期 （黎明期） 晶闸管问 世，(“公元 元年”)
全控型器件迅 速发展时期
晶体管诞生
1904 电子管 问世
1930
1947
1957
电力系统：
高压直流输电、柔性交流输电、无功补偿
电子装置电源：
为信息电子装置提供动力
家用电器：
“节能灯”、变频空调
其他：
UPS、 航天飞行器、新能源发电装置
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3 电力电子技术的应用
可控整流
将交流电变为直流电
电力电子技术 海南科技职业学院
3 电力电子技术的应用
有源逆变
不间断电源
电力电子技术 Power Electronics
绪 论
1 什么是电力电子技术
2 电力电子技术的发展史 3 电力电子技术的应用
4 教材内容简介和使用说明
电力电子技术 海南科技职业学院
1 什么是电力电子技术
1.1 电力电子与信息电子
1.2 两大分支
1.3 与其他学科的关系
1.4 地位和未来
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第三部分 全书的深入
第7章 PWM控制技术 第8章 软开关技术
第5章 直流-直流 变流电路 第6章 交流-交流 变流电路
电力电子技术 海南科技职业学院
4.2 教材的使用说明
每章的最后有小结，对全章的要点和重点进行总 结。
教材正文后附有“教学实验”部分，精选了5个最 基本的，有较高实用价值的实验 。
书末附有“术语索引”。
课时分配：课内教学学时为64学时（包含实验， 每个实验2学时）。
和其他课程的关系：
模拟电子电路 数字电子电路
电力电 子技术
电力电子技术 海南科技职业学院
微电网、光 伏发电系统 的安装与调 试
电子节能灯小知识
直到1879年爱迪生发明了电灯炮（白炽灯），它的原理是： 当灯接入电路中，电流流过灯丝的热效应，使白炽灯发出 连续的可见光和红外线，此现象在灯丝温度升到700K即 可察觉，由于工作时灯丝温度很高，大部分的能量以红外 辐射的形式浪费掉了;同时由于灯丝温度很高，蒸发也很 快，所以寿命大大的缩短了，大约在2200小时左右，而光 效大约在每瓦12（Lm）左右。
电力电子技术的应用
直流斩波
将固定的直流电变为 可调的直流电
电力电子技术 海南科技职业学院
3 电力电子技术的应用
总之，电力电子技术的应用范围十分广泛，激发人 们学习、研究电力电子技术并使其飞速发展。
电力电子装置提供给负载的是各种不同的电源，因 此可以说，电力电子技术研究的也就是电源技术。 电力电子技术对节省电能有重要意义。特别在大型 风机、水泵采用变频调速，在使用量十分庞大的照 明电源等方面，因此它也被称为是节能技术。
某纺织厂按100只灯24小时电费计算 1、原T8日光灯40W，实际能耗40W+10W（镇流器）=50W； 100只×50W/只×24小时×30天×12月=43200000W×小时=43200度 年用电费用43200度×1元/度=43200元 2、替换型T5节能支架灯，实际功耗26W； 100只×26W/只×24小时×30天×12月=22464000W×小时=22464度 年用电费用22464度×1元/度=22464元 每年节省电费：43200-22464=20736元
电力电子技术 海南科技职业学院
电力电子技术和运动控制一起，和计算机技术共同成 为未来科学技术的两大支柱。
电力电子＋运动控制
电力电子技术是电能变换技术,是把粗电变为精电的技术， 能源是人类社会的永恒话题，电能是最优质的能源，
因此，电力电子技术将青春永驻。
一门崭新的技术，21世纪仍将以迅猛的速度发展。
电力电子技术 海南科技职业学院
2 电力电子技术的发展史
电力电子技术 海南科技职业学院
电子镇流器的工作原理
电子镇流器是一个将工频交流电源转换成高频交流电 源的变换器，其基本工作原理是： 工频电源经过射频干扰（RFI）滤波器，全波整流和 无源（或有源）功率因数校正器（PPFC或APFC）后， 变为直流电源。通过DC/AC变换器，输出20K-100KHZ的 高频交流电源，加到与灯连接的LC串联谐振电路加热灯 丝，同时在电容器上产生谐振高压，加在灯管两端，但使 灯管"放电"变成"导通"状态，再进入发光状态，此时高频 电感起限制电流增大的作用，保证灯管获得正常工作所需 的灯电压和灯电流，为了提高可靠性，常增设各种保护电 路，如异常保护，浪涌电压和电流保护，温度保护等等。
电子技术一般即指信息
电子技术，子技术 海南科技职业学院
电力电子器件制造技术 电力电子技术的基础，理论基础是半导体 物理。 变流技术（电力电子器件应用技术）
1.2
两大分支
用电力电子器件构成电力变换电路和对其
进行控制的技术，以及构成电力电子装置
和电力电子系统的技术。
1.1
信息电子技术
电力电子与信息电子
电子技术
电力电子技术——使用电力电子
电力电子技术
器件对电能进行变换和控制的技 术，即
模拟电子技术
数字电子技术
应用于电力领域的电子技术。
信息电子技术——信息处理 电力电子技术——电力变换
目前电力电子器件均用半导体制 成，故也称电力半导体器件。 电力电子技术变换的“电力”， 可大到数百MW甚至GW，也可 小到数W甚至mW级。
将直流电变为交流电回送电网
高压直流输电
电力电子技术 海南科技职业学院
3 电力电子技术的应用
交流调压
将固定的交流电变为可调的交流电
电力电子技术 海南科技职业学院
3 电力电子技术的应用
变频
将频率固定的交流电变为频率 可调的交流电
电力电子技术 海南科技职业学院
3 电力电子技术的应用
变频
电力电子技术 海南科技职业学院
电力电子技术 海南科技职业学院
某家庭按使用15只灯泡电费计算 1、普通灯泡电费： 15只灯×40W/只×5小时/天×30天=90000W×小时=90度 每月电费=90度×1元/度=90元 2、节能灯的电费： 15只灯×8W/只×5小时/天×30天=18000W×小时=18度 每月电费=18度×1元/度=18元 即这个家庭使用节能灯后每月可以节省电费：90元—18元=72元， 一年就可以节省电费864元。
电力电子技术 海南科技职业学院
课堂提问
1.什么是电力电子技术？ 2.电力电子技术的应用？
电力电子技术 海南科技职业学院
作业
MATLAB 6．1版 下载安装
电力电子技术 海南科技职业学院
电子节能灯主要是通过镇流器给灯管灯丝加热，大约在 1160K温度时，灯丝就开始发射电子（固在灯丝上涂了一 些电子粉）电子碰撞氩原子弹性碰撞，氩原子碰撞后，获 得能量又撞击汞原子在吸收能量后，跃迁产生电离；发出 253.7nm的紫外线，紫外线激发荧光粉发光，由于荧光灯 工作时灯丝的温度在1160K左右，比白炽灯工作的温度 2200K～2700K低，所以它的寿命也大大提高到8000小时 以上，又由于它不存在白炽灯那样的电流热效应，荧光粉 的能量转换效率也很高，能达到每瓦60（lm）流明。
连续、离散
控制 理论
图1 描述电力电子学的倒三角形
电力电子技术 海南科技职业学院
1.3 与相关学科的关系
与电子学（信息电子学）的关系 都分为器件和应用两大分支。 器件的材料、工艺基本相同，采用微电子技术。
应用的理论基础、分析方法、分析软件也基本相 同。
应用：信息电子电路-信息处理：器件可工作在开 关状态，也可工作在放大状态； 电力电子电路-电力变换和控制：器件一般只工作 在开关状态。 二者同根同源。 电力电子技术 海南科技职业学院
电力电子技术的核心，理论基础是电路理论。
电力电子技术 海南科技职业学院
电力——交流和直流两种 从公用电网直接得到的是交流，从蓄电池和干电池得 到的是直流。 电力变换四大类 交流变直流、直流变交流、直流变直流、交流变交流 表1 电力变换的种类
输入 交流 直流 输出 直流 整流 直流斩波 交流 交流电力控制 变频、变相 逆变
变流技术
1.2
两大分支