光伏发电原理精选PPT
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53页PPT详解光伏发电系统的工作原理及设计基础知识，纯干货！
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干货！
光伏发电系统的运行方式
我们常说的“光伏”指太阳能光伏发电系统，有独立运行和并网运行两种方式。
简单来说，离网、并网的区别在于有没有蓄电池。
1
独立运行光伏发电系统
独立光伏发电系统是相对于并网发电系统而言的，属于孤立的发电系统，也叫离网光伏发电系统。
（树上鸟教育电气设计）（离网运行系统）
其建设的主要目的是解决无电问题。
偏远无电地区供电可靠性受气象环境、负荷等因素影响，供电稳定性也相对较差，需要加装能量储存和能量管理设备。
2
并网运行光伏发电系统
并网光伏发电系统可以将太阳能电池阵列输出的直流电转化为与电网电压同幅、同频、同相的交流电，实现与电网连接并向电网输送电能。
（并网运行系统）
这种发电系统较为灵活性，日照较强时，光伏发电系统在给交流负载供电的同时将多余的电能送入电网；而当日照不足，即太阳能电池阵列不能为负载提供足够电能时，又可从电网索取电能为负载供电。
综上，并网系统不会出现因电力供应不足而断电的情况。
3
光伏发电系统的设计。
太阳能光伏发电工作原理ppt-课件
二、太阳能光伏发电系统的组成
太阳能光伏发电的运行方式
将光伏组件与建筑材料集成化。
防反充二极管 二、太阳能光伏发电系统的组成
并网光伏系统可分为：住宅用并网光伏系统和集中式并网光伏系统(电站)两大类。
DC-AC 则能作为建筑材料和装饰材料，一举两得。 控制器 从电力系统来说，kW级以上的独立光伏发电系统也称为离网型光伏发电系统。 逆变器 势垒区的重要作用是分离了两种不同电荷的光生非平衡载流子，在p区内积累了非平衡空穴，而在n区内积累起非平衡电子。
住宅用并网光伏系统图
二、太阳能光伏发电系统的组成
2、并网太阳能光伏发电系统
太阳能电池方阵 目前工程上应用的太阳能电池方阵多为由一定数量的晶体硅太阳能电池组件按照联网逆变
器输入电压的要求串、并联后固定在支架上组成。
(1)建筑与光伏系统相结合
是将现成的平板式光伏组件安装在建筑物的屋顶等处，引出端经过逆变和控制装置与电网 联结，由光伏系统和电网并联向住宅（用户）供电，多余电力向电网反馈，不足电力向电网 取用。
太阳能电池方阵 根据联网光伏系统是否允许通过供电区变压器向主电网馈电，分为可逆流与不可逆流并网光伏发电系统。
2、并网太阳能光伏发电系统 太阳能电池的电流－电压特性 三、太阳能光伏发电的工作原理 并网光伏系统可分为：住宅用并网光伏系统和集中式并网光伏系统(电站)两大类。
并网逆变器 绝缘体：导电能力弱或基本上不导电的物体，电阻率在108～1020Ω·m的范围内（橡胶、塑料、木材、玻璃等）
住宅用并网光伏系统
根据联网光伏系统是否配置储能装置，分为有储能装置和无储能装置 联网光伏发电系统。
二、太阳能光伏发电系统的组成
2、并网太阳能光伏发电系统
住宅用并网光伏系统
《光伏发电系统》课件
发展前景
光伏发电系统面临技术、经济、环境等多方面的挑战，如提高光电转换效率、降低成本、解决储能问题等。
挑战
THANKS
感谢您的观看。
工作原理
定义
光伏电池板
将光能转化为直流电能的装置，是光伏发电系统的核心部分。
逆变器
将直流电转换为交流电的装置，以便与电网或其他用电设备相连接。
控制器
控制光伏发电系统的运行，实现最大功率点跟踪、过载保护等功能。
储能设备
用于储存电能，以备夜间或阴雨天使用。
Hale Waihona Puke 薄膜光伏发电系统使用薄膜光伏电池的光伏发电系统，相对于晶体硅光伏电池成本更低、更轻便。
在公园、学校、医院等公共设施中应用光伏发电系统，优化能源结构。
各国政府出台相关政策，鼓励光伏发电系统的研发、生产和应用。
政策支持
随着技术进步和成本下降，光伏发电系统的市场规模不断扩大，成为全球能源结构转型的重要力量。
市场趋势
随着环保意识的提高和可再生能源的推广，光伏发电系统的应用前景广阔，将在全球能源结构中占据重要地位。
《光伏发电系统》PPT课件
目录
光伏发电系统概述光伏电池与组件光伏逆变器与储能系统光伏发电系统的设计与安装光伏发电系统的应用与前景
01
CHAPTER
光伏发电系统概述
光伏发电系统是一种利用太阳能光子能量，通过光伏效应将光能转化为直流电能的装置。
当太阳光照射在光伏电池上时，光子能量被吸收并传递给电子，使电子从原子中逸出形成自由电子和空穴，从而产生电压和电流。
多晶硅光伏发电系统
使用多晶硅光伏电池的光伏发电系统，相对于单晶硅光伏电池成本较低、产量高。
分布式光伏发电系统
在用户场地附近建设，自发自用、多余电量上网。
光伏发电系统面临技术、经济、环境等多方面的挑战，如提高光电转换效率、降低成本、解决储能问题等。
挑战
THANKS
感谢您的观看。
工作原理
定义
光伏电池板
将光能转化为直流电能的装置，是光伏发电系统的核心部分。
逆变器
将直流电转换为交流电的装置，以便与电网或其他用电设备相连接。
控制器
控制光伏发电系统的运行，实现最大功率点跟踪、过载保护等功能。
储能设备
用于储存电能，以备夜间或阴雨天使用。
Hale Waihona Puke 薄膜光伏发电系统使用薄膜光伏电池的光伏发电系统，相对于晶体硅光伏电池成本更低、更轻便。
在公园、学校、医院等公共设施中应用光伏发电系统，优化能源结构。
各国政府出台相关政策，鼓励光伏发电系统的研发、生产和应用。
政策支持
随着技术进步和成本下降，光伏发电系统的市场规模不断扩大，成为全球能源结构转型的重要力量。
市场趋势
随着环保意识的提高和可再生能源的推广，光伏发电系统的应用前景广阔，将在全球能源结构中占据重要地位。
《光伏发电系统》PPT课件
目录
光伏发电系统概述光伏电池与组件光伏逆变器与储能系统光伏发电系统的设计与安装光伏发电系统的应用与前景
01
CHAPTER
光伏发电系统概述
光伏发电系统是一种利用太阳能光子能量，通过光伏效应将光能转化为直流电能的装置。
当太阳光照射在光伏电池上时，光子能量被吸收并传递给电子，使电子从原子中逸出形成自由电子和空穴，从而产生电压和电流。
多晶硅光伏发电系统
使用多晶硅光伏电池的光伏发电系统，相对于单晶硅光伏电池成本较低、产量高。
分布式光伏发电系统
在用户场地附近建设，自发自用、多余电量上网。
光伏发电原理PPT
CATALOGUE 目录•光伏发电概述•光伏发电的基本原理•光伏发电系统组成•光伏发电的效率与性能评价•光伏发电的未来发展光伏发电是通过光伏效应将太阳能转化为电能的过程。
光伏发电是利用太阳能电池板（组件）实现光能到电能的直接转化。
光伏发电的定义光伏发电的历史与发展初始阶段光伏发电技术起源于19世纪，当时法国科学家贝克雷尔发现了光伏效应。
技术发展20世纪中期，随着半导体技术的发展，硅基太阳能电池逐渐成为主流，提高了转化效率。
广泛应用近年来，随着环保意识的增强和成本的降低，光伏发电在全球范围内得到了广泛应用。
010302光伏发电的优势与应用优势•可再生能源：太阳能是无穷无尽的，光伏发电具有极高的可持续性。
•无污染物排放：光伏发电过程中不产生污染物，对环境友好。
光伏发电的优势与应用应用•居民屋顶：许多居民在屋顶安装光伏电池板，以自给自足地满足部分或全部电力需求。
•大型电站：通过建设大型光伏电站，为地区或国家提供稳定的电力供应。
光伏发电的优势与应用•公共设施•移动设备光伏发电的优势与应用光电效应历史光电效应与光伏发电的关系定义能带的跃迁光子能量被半导体材料吸收后，能量使得半导体材料内的原子被激化，电子从价带跃迁到导带，形成电子-空穴对。
光子的能量吸收当太阳光照射到光伏电池的表面，光子穿过电池表面的透明导电层，被光伏电池内的半导体材料吸收。
电荷的分离和收集在内建电场的作用下，电子和空穴分别被半导体材料的不同区域收集，形成电路。
光伏发电的物理过程光伏电池的性能参数光伏电池的性能通常通过开路电压、短路电流、填充因子和转换效率等参数来衡量。
这些参数受到光照强度、温度、污染物等因素的影响。
光伏电池的工作原理光伏电池的结构光伏电池通常由P型半导体和N型半导体结合而成，形成P-N结。
内建电场P-N结之间存在内建电场，当光子在P-N结附近产生电子-空穴对时，内建电场会驱使电子和空穴分别向N区和P区移动。
光伏效应当光伏电池连接电路时，电子通过外部电路流回P区，与空穴复合，形成电流，从而产生电能。
光伏发电PPT
雀仁光伏电站
新疆新华水电投资股份有限公司于2019年9月17日完成中民新能木垒新能源有限公司（中 民新能雀仁光伏一电站）项目股转协议签署 该电站位于新疆昌吉州木垒哈萨克自治县城东北部约26kM，于2018年6月28日并网发电
所发电力最终通过吉泉±1100kV特高压直流外 送至华东电网消纳
电站 装机容量
结算电价：0.7956/kwh(通过测算，110KV大工业峰平时段加权平均电价）
分布式光伏并网电站施工所产生的影响
光伏电站主要施工范围 位于厂房屋顶
不会对工厂的正常运 转造成影响
噪音污染
本工程施工作业均安排在昼间。 施工过程中会产生施工机械设 备运行噪声，主要噪声源是手 电钻、切割机等。 施工噪声主要对现场施工人员 产生影响
装机容量
8MW
项目投入
0元
年均发电量
894.3万kwh
电价优惠
0.1193元/kwh
年均节省电费
106.69万元
用户电价
8.5折电价
年数
25年
25年节省电费
2667.25万元
电网电价：0.8902元/kwh(110KV大工业峰值电价8:30~11:30) 0.6064元/Kwh(110KV大工业平值电价11:30~14:30)
年太阳 总辐射量
10万 kVA主变
占地 面积
设计多年 平均发电量
安装多晶硅 电池板
2500kVA 升压变压器
2520kW 并网逆变器
24 MvarSVG 动态无功补偿装置
每站设置 35kV汇集线路
业主全部消纳光伏电能（全部自发自用），年均节约电费106.69万 元，25年理论共可节约电费2667.25万元
废水污染
新疆新华水电投资股份有限公司于2019年9月17日完成中民新能木垒新能源有限公司（中 民新能雀仁光伏一电站）项目股转协议签署 该电站位于新疆昌吉州木垒哈萨克自治县城东北部约26kM，于2018年6月28日并网发电
所发电力最终通过吉泉±1100kV特高压直流外 送至华东电网消纳
电站 装机容量
结算电价：0.7956/kwh(通过测算，110KV大工业峰平时段加权平均电价）
分布式光伏并网电站施工所产生的影响
光伏电站主要施工范围 位于厂房屋顶
不会对工厂的正常运 转造成影响
噪音污染
本工程施工作业均安排在昼间。 施工过程中会产生施工机械设 备运行噪声，主要噪声源是手 电钻、切割机等。 施工噪声主要对现场施工人员 产生影响
装机容量
8MW
项目投入
0元
年均发电量
894.3万kwh
电价优惠
0.1193元/kwh
年均节省电费
106.69万元
用户电价
8.5折电价
年数
25年
25年节省电费
2667.25万元
电网电价：0.8902元/kwh(110KV大工业峰值电价8:30~11:30) 0.6064元/Kwh(110KV大工业平值电价11:30~14:30)
年太阳 总辐射量
10万 kVA主变
占地 面积
设计多年 平均发电量
安装多晶硅 电池板
2500kVA 升压变压器
2520kW 并网逆变器
24 MvarSVG 动态无功补偿装置
每站设置 35kV汇集线路
业主全部消纳光伏电能（全部自发自用），年均节约电费106.69万 元，25年理论共可节约电费2667.25万元
废水污染
光伏发电原理PPT
结论
01
02
03
04
05
光伏发电是将太阳能转 化为电能的新能源技术 ，具有清洁、可再生等 特点。
光伏发电系统主要由太 阳能电池板、逆变器和 控制系统等组成。
太阳能电池板是光伏发 电系统的核心部件，它 由许多光伏电池单元组 成，每个光伏电池单元 可以将太阳能转化为直 流电能。
逆变器是将直流电能转 换为交流电能的关键部 件，同时控制系统负责 对整个系统进行监控、 保护和管理。
2023
光伏发电原理ppt
目录
• 引言 • 光伏发电系统组成 • 光伏发电原理及技术 • 光伏发电应用场景 • 光伏发电的优势与挑战 • 结论与展望
01
引言
光伏发电概述
光伏发电定义
利用太阳能辐射转化为电能的过程。
光伏发电系统
主要由太阳电池板、控制器和逆变器组成。
光伏发电发展现状
国际发展现状
全球光伏发电装机容量快速增长，技术不断更新换代，成本不断降低。
THANK YOU.
光伏转换过程
太阳能光子被光伏材料吸收后，材料中的电子被激发并产生电流。该电流随后被收集并输 送到电力网络或储能设备中。
光伏发电的特点
光伏发电是一种清洁、可再生的能源。它可以就地利用，减轻运输和存储压力，同时也减 少了对环境的破坏。
光伏电池技术
01 02
光伏电池的工作原理
光伏电池是利用半导体材料的光电效应来产生电能。当光子照射到光 伏电池上时，光子能量大于半导体材料的禁带宽度，使得电子从价带 跃迁到导带，产生自由电子和空穴对。
光伏发电技术在全球范 围内得到了广泛应用， 它不仅可以为人们提供 可靠的电力供应，还可 以在保护环境、减少温 室气体排放等方面发挥 重要作用。
光伏发电基础PPT课件
其他 《光伏并网发电专用逆变器技术要求和试验方法》 《光伏系统并网性能测试方法》 《光伏系统并网安全要求》
•30
5光伏逆变器并网相关的国内外标准
国外标准
1.IEEE Std 929-2000 IEEE Recommended Practice for Utility Interface of Photovoltaic (PV) Systems
•39
6 最大功率点跟踪技术
6.3 扰动观测法 2. 仿真和实验
MATLA/ Simulink 干扰观测法MPPT控制仿真模型
•40
6 最大功率点跟踪技术
6.4 MPPT技术在应用中存在的问题 1.误跟踪现象 2.缺乏统一的定量评价标准 3.试验验证困难 4.对实际状态的考虑不足 5.多峰值问题
与入射光谱辐射照度的对数成正比，与光伏电池 的面积无关。在每平方厘米100MW太阳光谱辐照度，空 载电压约为450~600mV,最大可达690mV。
•7
2.光伏电池数学模型
２.2单体光伏电的电量方程
等效电路中各变量的方程式如下：
q UD
ID I0(e AkT 1)
（２－1）
ILIp hI0(eqAU kDT1)U RsDh
（２－4）
式中,
C1
I0 I SC
; 。 C2
ln(
1 1
1)
C1
•9
２光伏电池的数学模型
２.3实用方程 在最大功率点处，有IL=Im ,U=Um ，可解出C1
Um
C1
(1
Im )e IS C
C.2UOC
（２－5）
开路时，有IL=0 ,U=UOC ，可解出C2
( U m 1)
•30
5光伏逆变器并网相关的国内外标准
国外标准
1.IEEE Std 929-2000 IEEE Recommended Practice for Utility Interface of Photovoltaic (PV) Systems
•39
6 最大功率点跟踪技术
6.3 扰动观测法 2. 仿真和实验
MATLA/ Simulink 干扰观测法MPPT控制仿真模型
•40
6 最大功率点跟踪技术
6.4 MPPT技术在应用中存在的问题 1.误跟踪现象 2.缺乏统一的定量评价标准 3.试验验证困难 4.对实际状态的考虑不足 5.多峰值问题
与入射光谱辐射照度的对数成正比，与光伏电池 的面积无关。在每平方厘米100MW太阳光谱辐照度，空 载电压约为450~600mV,最大可达690mV。
•7
2.光伏电池数学模型
２.2单体光伏电的电量方程
等效电路中各变量的方程式如下：
q UD
ID I0(e AkT 1)
（２－1）
ILIp hI0(eqAU kDT1)U RsDh
（２－4）
式中,
C1
I0 I SC
; 。 C2
ln(
1 1
1)
C1
•9
２光伏电池的数学模型
２.3实用方程 在最大功率点处，有IL=Im ,U=Um ，可解出C1
Um
C1
(1
Im )e IS C
C.2UOC
（２－5）
开路时，有IL=0 ,U=UOC ，可解出C2
( U m 1)
光伏电站光伏发电的原理及构成PPT课件
输出电压平均值反馈值uf和电压给定信号ug的误差经过pi调节器形成电压内环的幅值给定然后乘以离散的正弦表格数据形成离散的正弦电压信号作为电压瞬时值内环的给定电压瞬时值给定值与反馈值的误差信号再经过p调节器产生pwm控制信号将此信号写入到dsp内部的比较寄存器cmpr1cmpr2与三角载波比较后产生4路pwm1pwm4开关信号控制主电路中功率器件的通断
.
9
所以，滤波电容的选取原则是在保证输出电 压的THD值满足要求的情况下，取值尽量小。 同时应尽可能使用高频特性较好、损耗较小 的CBB电容[4]。本文设计的逆变器的功率器 件开关频率为15kHz，设计截止频率fC为 2kHz。考虑到系统裕量，经计算与综合考虑， 选择滤波电感9mH，滤波电容3μF。
.
8
考虑到容量与频率等因素，系统主电路的开关管选 择电力MOSFET。其中，滤波电感的选择要尽可能 滤除调制波的高次谐波分量，提高输出波形质量， 滤波电感的高频阻抗与滤波电容的高频阻抗相比不 能过低，即滤波电感的感值不能太小。为满足输出 波形质量，要求一个采样周期中，电感电流的最大 变化量小于允许的电感电流纹波△ILfmax。滤波电 容的作用是和滤波电感一起滤除输出电压中的高次 谐波，从而改善输出电压的波形，滤波电容越大输 出电压的THD值越小。然而从电路来看，在输出电 压不变的情况下，增大滤波电容会使滤波电容的电 流增加，逆变器的无功能量增大，损耗增加，效率 降低，因此，滤波电容又不宜太大。
光伏电站光伏发电的原理及构成
主讲：贾护民
.
1
引言
随着环境污染、生态破坏及资源枯竭的日趋 严重，近年来世界各国竞相实施可持续发展 的能源政策，其中利用太阳能发电最受瞩目 一种，由于太阳能发电的普遍性，还有它的 长久性和廉洁性，它将成为未来能源组成的 一个重要来源。
.
9
所以，滤波电容的选取原则是在保证输出电 压的THD值满足要求的情况下，取值尽量小。 同时应尽可能使用高频特性较好、损耗较小 的CBB电容[4]。本文设计的逆变器的功率器 件开关频率为15kHz，设计截止频率fC为 2kHz。考虑到系统裕量，经计算与综合考虑， 选择滤波电感9mH，滤波电容3μF。
.
8
考虑到容量与频率等因素，系统主电路的开关管选 择电力MOSFET。其中，滤波电感的选择要尽可能 滤除调制波的高次谐波分量，提高输出波形质量， 滤波电感的高频阻抗与滤波电容的高频阻抗相比不 能过低，即滤波电感的感值不能太小。为满足输出 波形质量，要求一个采样周期中，电感电流的最大 变化量小于允许的电感电流纹波△ILfmax。滤波电 容的作用是和滤波电感一起滤除输出电压中的高次 谐波，从而改善输出电压的波形，滤波电容越大输 出电压的THD值越小。然而从电路来看，在输出电 压不变的情况下，增大滤波电容会使滤波电容的电 流增加，逆变器的无功能量增大，损耗增加，效率 降低，因此，滤波电容又不宜太大。
光伏电站光伏发电的原理及构成
主讲：贾护民
.
1
引言
随着环境污染、生态破坏及资源枯竭的日趋 严重，近年来世界各国竞相实施可持续发展 的能源政策，其中利用太阳能发电最受瞩目 一种，由于太阳能发电的普遍性，还有它的 长久性和廉洁性，它将成为未来能源组成的 一个重要来源。
《光伏发电原理》PPT课件
• 将研制开发出更适合光伏发电用的长寿命， 低本钱，免维护的蓄电池
• 系统集成技术将更加科学化，标准化，智 能化，综合化。
《光伏发电原理》PPT课 件
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传统的燃料能源正在一天天减少，对环境造成的 危害日益突出，同时全球还有20亿人得不到正常 的能源供给。这个时候，全世界都把目光投向了 可再生能源，希望可再生能源能够改变人类的能 源构造，维持长远的可持续开展。这之中太阳能 以其独有的优势而成为人们重视的焦点。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。
• 化合物电池
光伏发电系统的构成
• 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： 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 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。
• 孤立光伏发电系统由光伏阵列，储能装置， 电能变换装置，控制系统和配电设备组成。
• 该系统工作特点是光伏阵列发电全部供给 负载使用，发电和用电是平衡的。
• 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，假设有光照射，那么激发电子自由运动流向N 型半导体；正电荷那么集结于P型半导体，从而产生了电 位势。
• 系统集成技术将更加科学化，标准化，智 能化，综合化。
《光伏发电原理》PPT课 件
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传统的燃料能源正在一天天减少，对环境造成的 危害日益突出，同时全球还有20亿人得不到正常 的能源供给。这个时候，全世界都把目光投向了 可再生能源，希望可再生能源能够改变人类的能 源构造，维持长远的可持续开展。这之中太阳能 以其独有的优势而成为人们重视的焦点。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。
• 化合物电池
光伏发电系统的构成
• 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： 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 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。
• 孤立光伏发电系统由光伏阵列，储能装置， 电能变换装置，控制系统和配电设备组成。
• 该系统工作特点是光伏阵列发电全部供给 负载使用，发电和用电是平衡的。
• 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，假设有光照射，那么激发电子自由运动流向N 型半导体；正电荷那么集结于P型半导体，从而产生了电 位势。
光伏发电PPT
光伏发电
•
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。 • 分布式光伏发电系统的基本设备包括光伏电 池组件、光伏方阵支架、直流汇流箱、直流配 电柜、并网逆变器、交流配电柜等设备，另外 还有供电系统监控装置和环境监测装置。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，经过直流汇流箱集中送入直流配电柜， 由并网逆变器逆变成交流电供给建筑自身负载， 多余或不足的电力通过联接电网来调节
国内太阳能资源的分布
• 国内太阳能资源的分布 • 我国的太阳能资源 按日照时间和太阳能辐射量的大小，全国大致上可 分为五类地区： 一类地区: 全年日照时数达到3200～3300小时的地区， 主要包括青藏高原、甘肃省北部、宁夏北部和新疆南部等地。 • 二类地区: 全年日照时数达到3000～3200小时的地区，主要包括河北省西 北部、山西省北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃省中部、青海省东部、 西藏东南部和新疆南部等地。 • 三类地区:全年日照时数达到2200～3000小时的地区，主要包括山东省、 河南省、河北省东南部、山西省南部、新疆北部、吉林省、辽宁省、云南 省、陕西省北部、甘肃省东南部、广东省南部、福建省南部、江苏省北部 和安徽省北部等地。 • 四类地区: 全年日照时数达到1400～2200小时的地区，主要是长江中下游， 福建省、 浙江省和广东省的一部分地区，此类地区的特点是：春夏多雨 或阴天，秋冬季太阳能资源较丰富。 五类地区: 全年日照时数达到 1000～1400小时的地区，主要包括四川省、贵州省两省。此区是我国太 阳能资源较少的地区。 • 一、二、三类地区，年日照时数大于2000h，是我国太阳能资源丰富或较 丰富的地区，面积约占全国总面积的2／3以上，具有利用太阳能的良好 条件。四、五类地区虽然太阳能资源条件较差，但仍有一定的利用价值。
•
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。 • 分布式光伏发电系统的基本设备包括光伏电 池组件、光伏方阵支架、直流汇流箱、直流配 电柜、并网逆变器、交流配电柜等设备，另外 还有供电系统监控装置和环境监测装置。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，经过直流汇流箱集中送入直流配电柜， 由并网逆变器逆变成交流电供给建筑自身负载， 多余或不足的电力通过联接电网来调节
国内太阳能资源的分布
• 国内太阳能资源的分布 • 我国的太阳能资源 按日照时间和太阳能辐射量的大小，全国大致上可 分为五类地区： 一类地区: 全年日照时数达到3200～3300小时的地区， 主要包括青藏高原、甘肃省北部、宁夏北部和新疆南部等地。 • 二类地区: 全年日照时数达到3000～3200小时的地区，主要包括河北省西 北部、山西省北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃省中部、青海省东部、 西藏东南部和新疆南部等地。 • 三类地区:全年日照时数达到2200～3000小时的地区，主要包括山东省、 河南省、河北省东南部、山西省南部、新疆北部、吉林省、辽宁省、云南 省、陕西省北部、甘肃省东南部、广东省南部、福建省南部、江苏省北部 和安徽省北部等地。 • 四类地区: 全年日照时数达到1400～2200小时的地区，主要是长江中下游， 福建省、 浙江省和广东省的一部分地区，此类地区的特点是：春夏多雨 或阴天，秋冬季太阳能资源较丰富。 五类地区: 全年日照时数达到 1000～1400小时的地区，主要包括四川省、贵州省两省。此区是我国太 阳能资源较少的地区。 • 一、二、三类地区，年日照时数大于2000h，是我国太阳能资源丰富或较 丰富的地区，面积约占全国总面积的2／3以上，具有利用太阳能的良好 条件。四、五类地区虽然太阳能资源条件较差，但仍有一定的利用价值。
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。
光伏发电原理PPT
CHAPTER 05
光伏发电的应用场景
住宅用电
太阳能电池板
住宅区通常具有较大的空地，可以安装太阳能电池板，利 用太阳能转化为电能，满足日常用电需求。
储能系统
为了解决阴雨天等恶劣天气下无法发电的问题，住宅区可 以配备储能系统，如电池、超级电容器等，将晴天多余的 电能储存起来，供阴雨天使用。
并网系统
光伏发电的发电量与太阳光的强度和照射时间成正比，因 此其发电量具有不确定性。为了解决这一问题，需要配备 储能设备或者与其他能源进行互补。
光伏发电的历史与发展
光伏发电技术自20世纪50年代以来不断发展，已经逐渐成为一种重要的可再生能源。随着技术的进 步和成本的降低，光伏发电的应用范围也不断扩大，从偏远地区的小型电站到大型的集中式电站都有 涉及。
飞轮储能等。
作用
储能设备的主要作用是在夜间或 阴雨天等光照不足的情况下为负 载供电，同时稳定系统电压和频 率，提高系统的可靠性和稳定性
。
充电与放电
当太阳能电池板有足够的阳光照 射时，储能设备开始充电。当光 照不足或负载需求增加时，储能 设备开始放电，为负载提供稳定
的电力供应。
CHAPTER 03
光伏发电的工作原理
发展多结太阳能电池
多结太阳能电池是利用不同能级的多结结构实现 更高光电转换效率的电池。这种电池结构可以更 好地利用太阳光谱，提高光电转换效率。
集成储能技术
将光伏发电与储能技术相结合，可以解决光伏发 电的间歇性问题，提高电力系统的稳定性。
市场发展前景
1 2 3
建筑集成光伏（BIPV）
BIPV是将光伏发电与建筑相结合的一种应用形式 ，具有节能、环保、美观等优点，市场需求不断 增长。
光伏发电原理
光伏发电系统基本原理ppt课件
11串
DC Box-12P
8A
80A
1000V 40KA
11串
逆 變 器 500KW共 2套
逆變器保險絲座
MCCB
MCCB
14 JB
11串
DC Box-12P
8A
80A
1000V 40KA
11串
12P 28JB
135W 3T 11串2併 至集線箱共，有14個JB搭配500KW逆變器 33
模组连接方式
2
常见的光伏系统 独立型
3
常见的光伏系统 并网型
4
常见的光伏系统 混合型
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）
6
太阳能电池原理
光伏/柴油机混合发电系统
26
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
够做到分散就地供
电，同时还能够调
节电网的负荷。
光伏与建筑一体化
27
光伏系统的设计
光伏系统的设计主要根据负载的要求和 使用地点的气象及地理条件（太阳光照 量，最长连雨天等）进行专门的设计。 这些都要专业的单位进行设计。
8串
DC Box-13P
8A
80A
1000V 40KA
8串
16 JB
8串
DC Box-13P
8A
80A
1000V 40KA
8串
逆 變 器 500KW共 8套
光伏发电原理PPT课件
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电力变压器
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并网逆变器
2、最大功率跟踪控制功能
太阳电池组件的输出是随太阳辐射强度和太阳电池组件自身温 度（芯片温度）而变化的。另外由于太阳电池组件具有电压随 电流增大而下降的特性，因此存在能获取最大功率的最佳工作 点。太阳辐射强度是变化着的，显然最佳工作点也是在变化的。 相对于这些变化，始终让太阳电池组件的工作点处于最大功率 点，系统始终从太阳电池组件获取最大功率输出，这种控制就 是最大功率跟踪控制。太阳能发电系统用的逆变器的最大特点 就是包括了最大功率点跟踪（MPPT）这一功能。
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7
太阳能电池组件
日照强度 太阳电池组件的输出功率与直接的太阳辐射强度成比例，日
照增强时组件输出也随之增加。值得注意的是日照强度变化 时，组件工作电压基本不变。
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太阳能电池组件
太阳电池温度 太阳电池组件温度较高时，工作效率降低。通常在80～90℃
之问，温度每上升1℃，组件的效率损失0.5％。
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并网逆变器
3、防孤岛效应功能 “孤岛”是指公共电网停止供电后，由于分布式发电的存在(与
电网相连并输送电能)，使电网停电区的部分线路仍维持带电状 态，形成自给电力供应的孤岛。在孤岛状态下电力公司失去对 线路电压、频率的控制，会带来一系列的安全隐患及事故纠纷， 危害人身安全，造成设备损害。因而，电力公司要求并网的分 布式发电系统需要反孤岛检测技术及时检测出孤岛并将分布式 发电装置与公共电网断离。
太阳能光伏发电系统ppt课件
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可编辑ppt
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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可编辑ppt
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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可编辑ppt
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。
5
可编辑ppt
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。
《光伏发电原理》课件
包括额定功率、 最大功率点和转换效率等内容。
光伏发电系统的组成和工作原理
组成
详细介绍构成光伏发电系统的主要元素， 如电池板、 逆变器、 控制器等。
工作原理
讲解光伏发电系统的工作原理， 包括太阳能电池板吸收光能转化为电能， 逆变器将直流电 转化为交流电等。
光伏电池的类型和性能比较
如何选择太阳能系统
1 计算能量需求
2 选择电池板
了解自己的能量需求以及各种电器所需要 的能量， 确定所需系统的规模。
根据自己的需求和预算选择适当的电池板， 比较各种品牌和型号的性价比。
3 选配逆变器
4 选购电池
选择逆变器时要考虑输出功率和质保等因 素， 尽量选购高品质产品。
选择电池的时候要注意品牌和容量， 保证 充电时间、工作时间和寿命等方面的满足 自己的需求。
最新的光伏技术进展
柔性光伏电池
介绍柔性光伏电池的特点以 及各种应用场景。
透明光伏电池
介绍透明光伏电池的特点以 及在建筑、汽车和光伏农业 等领域中的应用。
高效率电池板
介绍新型高效率电池板的研 发现状以及期望达到的性能 指标。
类型
介绍光伏电池的主要种类， 包括单晶硅、 多晶 硅、 薄膜太阳能等。
性能比较
对各种不同类型的光伏电池性能进行比较， 指出 优缺点和应用场景。
光伏发电的应用与前景
1
应用
介绍光伏发电在电力铁路、光伏农业、太阳能汽车和船只等领域的实际应用。
2
前景
分析未来光伏发电的发展趋势， 预测光伏发电在未来能源体系中的重要地位。
《光伏发电原理》PPT课 件
本课程将深入浅出地介绍光伏发电原理， 帮助大家更好地了解该领域的基础 知识。
光伏发电系统的组成和工作原理
组成
详细介绍构成光伏发电系统的主要元素， 如电池板、 逆变器、 控制器等。
工作原理
讲解光伏发电系统的工作原理， 包括太阳能电池板吸收光能转化为电能， 逆变器将直流电 转化为交流电等。
光伏电池的类型和性能比较
如何选择太阳能系统
1 计算能量需求
2 选择电池板
了解自己的能量需求以及各种电器所需要 的能量， 确定所需系统的规模。
根据自己的需求和预算选择适当的电池板， 比较各种品牌和型号的性价比。
3 选配逆变器
4 选购电池
选择逆变器时要考虑输出功率和质保等因 素， 尽量选购高品质产品。
选择电池的时候要注意品牌和容量， 保证 充电时间、工作时间和寿命等方面的满足 自己的需求。
最新的光伏技术进展
柔性光伏电池
介绍柔性光伏电池的特点以 及各种应用场景。
透明光伏电池
介绍透明光伏电池的特点以 及在建筑、汽车和光伏农业 等领域中的应用。
高效率电池板
介绍新型高效率电池板的研 发现状以及期望达到的性能 指标。
类型
介绍光伏电池的主要种类， 包括单晶硅、 多晶 硅、 薄膜太阳能等。
性能比较
对各种不同类型的光伏电池性能进行比较， 指出 优缺点和应用场景。
光伏发电的应用与前景
1
应用
介绍光伏发电在电力铁路、光伏农业、太阳能汽车和船只等领域的实际应用。
2
前景
分析未来光伏发电的发展趋势， 预测光伏发电在未来能源体系中的重要地位。
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并网逆变器的电路结构
MPPT 跟踪器保证光伏阵列产生直流电能能最大程度地被逆变
器所使用。IGBT 全桥电路将直流电转换成交流电压和电流。保 护功能电路在逆变器运行过程中监测运行状况，在非正常工作 条件下可触发内部继电器从而保护逆变器内部元器件免受损坏。
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并网逆变器
功能
逆变器不仅具有直交流变换功能，还具有最大限度地 发挥太阳电池性能的功能和系统故障保护功能。归纳 起来有自动运行和停机功能、最大功率跟踪控制功能、 防单独运行功能（并网系统用）、自动电压调整功能 （并网系统用）、直流检测功能（并网系统用）、直 流接地检测功能（并网系统用）。这里简单介绍自动 运行和停机功能及最大功率跟踪控制功能。
电压采样
eab ebc
线电压转换
成相电压
ea
eb
3/2变换
e e
计算得到 角度
2s/2r 变换
ed
eq 0
V4
电流采样
ia ib ic
3/2变换
i i
iq
2s/2r变换 id
V6
V2
空间电压矢量调制发生器
电压采样
iq
eq 0
PI
L
id
L PI
ed
u
u
Park 逆变换
udc udc
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极晶体管（IGBT）逆变器 按直流电源分可分为: （1）电压源型逆变器（VSI）；（2）电流源型逆变器（CSI） 按逆变器控制方式分可分为： （1）调频式（PFM）逆变器；（2）调脉宽式（PWM）逆变器 按逆变器开关电路工作方式分可分为： （1）谐振式逆变器；（2）定频硬开关式逆变器；（3）定频软开关式逆变器
1、自动运行和停机功能
早晨日出后，太阳辐射强度逐渐增强，太阳电池的输 出也随之增大，当达到逆变器工作所需的输出功率后，
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并网逆变器
2、最大功率跟踪控制功能 太阳电池组件的输出是随太阳辐射强度和太阳电池组件自身温
度（芯片温度）而变化的。另外由于太阳电池组件具有电压随 电流增大而下降的特性，因此存在能获取最大功率的最佳工作 点。太阳辐射强度是变化着的，显然最佳工作点也是在变化的。 相对于这些变化，始终让太阳电池组件的工作点处于最大功率 点，系统始终从太阳电池组件获取最大功率输出，这种控制就 是最大功率跟踪控制。太阳能发电系统用的逆变器的最大特点 就是包括了最大功率点跟踪（MPPT）这一功能。
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太阳能电池组件
日照强度 太阳电池组件的输出功率与直接的太阳辐射强度成比例，日
照增强时组件输出也随之增加。值得注意的是日照强度变化 时，组件工作电压基本不变。
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太阳能电池组件
太阳电池温度 太阳电池组件温度较高时，工作效率降低。通常在80～90℃
之问，温度每上升1℃，组件的效率损失0.5％。
多晶硅电池组件
非晶
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太阳能电池组件
组件性能及影响因素： 在太阳电池I—V曲线上有三个具有重要意义的点，即最大功
率点(Vmp,Imp)，开路电压(Voc)和短路电流(Isc)。I—V曲线上 最大功率点标注为“Vmp,Imp”。 在这个工作点组件产生最大的 输出功率。 影响太阳电池组件输出特性的 主要因素是：日照强度、太阳电 池温度、阴影和晶体结构。
光伏发电原理
黄河上游水利水电开发有限责任公司 新能源发电部
1
并网光伏发电原理
工作原理 白天，在光照条件下，太阳电池组件产生一定的电动势，通
过组件的串并联形成太阳能电池方阵，使得方阵电压达到系 统输入电压的要求。再通过逆变器的作用，将直流电转换成 交流电，输送到电力变压器，通过变压器进行升压将电能输 送到电力网中。 组成部分 并网光伏系统是由太阳能电池方阵，自动太阳能跟踪系统， 汇流设备，直流配电设备，逆变器，变压器、监控系统，二 次继电保护系统、光功率预测系统等设备组成。
2
并网光伏发电原理流程图
3
太阳能电池组件
太阳能电池发电原理： 太阳能电池是一种对光有响应并能将 光能转换成电力的器件。能产生光伏 效应的材料有许多种，如：单晶硅， 多晶硅，非晶硅，砷化镓，硒铟铜等。 它们的发电原理基本相同，现以晶体 为例描述光发电过程。P型晶体硅经过 掺杂磷可得N型硅，形成P－N结。当光线照
并网光伏系统逆变器
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并网逆变器
按逆变器输出的相数分可分为： （1）单相逆变器； （2）三相逆变器； （3） 多相逆变器
按照逆变器输出电能的去向分可分为： （1）有源逆变器； （2）无源逆变器
按逆变器主电路的形式分可分为： （1）单端式逆变器； （2）推挽式逆变器；
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并网逆变器
按逆变器主开关器件的类型分可分为： （1）晶闸管逆变器；（2）晶体管逆变器；（3）场效应逆变器；（4）绝缘栅双
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并网逆变器
按逆变器输出电压或电流的波形分可分为： （1）方波逆变器
线路比较简单，使用的功率开关数量很少。设计功率一般在百瓦至千瓦之间。 优点是：线路简单，维修方便，价格便宜。 缺点是方波电压中含有大量的高次谐波，在带有铁心电感或变压器的负载用电器中 将产生附加损耗，对某些通讯设备有干扰。此外，这类逆变器还有调压范围不够宽，保护 功能不够完善，噪声比较大等缺点。 （2）正弦波逆变器
射太阳能电池表面时，一部分光子被硅材料吸 4
太阳能电池组件
太阳能电池板 Solar panel 分类： 晶体硅电池板：多晶硅太阳能电池、单晶硅太阳
能电池。 非晶硅电池板：薄膜太阳能电池、有机太阳能电
池。 化学染料电池板：砷化镓、硒铟铜、锑化镉等。
5
太阳能电池组件
单晶硅电池组件 硅电池组件
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太阳能电池组件
阴影 阴影对太阳电池组件性能的影响不可低估，有时组件上的一
个局部阴影也会引起输出功率的明显减少。
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并网逆变器
通常，把将交流电能变换成直流电能的过程称 为整流，把完成整流功能的电路称为整流电路， 把实现整流过程的装置称为整流设备或整流器。 与之相对应，把将直流电能变换成交流电能的 过程称为逆变，把完成逆变功能的电路称为逆 变电路，把实现逆变过程的装置称为逆变设备 或逆变器。
正弦波逆变器的优点是：输出波形好，失真度很低，对收音机及通讯设备干 扰小，噪声低。此外，保护功能齐全，整机效率高。
缺点是：线路相对复杂，对维修技术要求高 ，价格昂贵。
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并网逆变器
逆变器控制框图VD1VD3源自idc VD5ea
eb ec
L
ia V1 ib
a
ic
V3 b
V5
C c
Udc
VD4
VD6
VD2