光伏发电系统基本知识

非晶硅
Amorphous-Si
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能 电池为顶层，微晶硅太阳 能电池为底层的叠层太阳 能电池。
微晶硅
µc-Si
Biblioteka Baidu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。
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。
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。
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。
其他部件
DC-BOX
双面太阳能电池
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。
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
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。
光伏/柴油机混合发电系统
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
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。
太阳能飞机
独立非用户型
光伏水泵
通信电源
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
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。
太阳能电池分类
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
太阳能电池分类
硅系列薄膜太阳能 电池
c、薄膜太阳能电池 化合物薄膜太阳能 电池
光伏发电系统基本知识
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。
光伏电缆
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。
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。
济宁光伏工地范例
工程规划40兆瓦，一期并网17.5兆 瓦。确定了工程容量后就要规划电 池方阵。首先确定全年中最大的发 电量所对应的太阳电池方阵最佳倾 角，以能满足以后使用需求。济宁 太阳电池方阵倾角为23.5度。根据 总容量划分区域，济宁光伏电站一 期规划6个区域，总计17.5兆瓦， 设计选择逆变器容量为250KW和 500KW两种型号，四种规格容量变 压器500KVA、1000KVA、1600KVA、 2000KVA。然后根据光伏板的规格 组合光伏板连接阵列。
多晶硅
Polycrystaline-Si
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。
常见的光伏系统 独立型
常见的光伏系统 并网型
常见的光伏系统 混合型
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）
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。
分布式并网系统
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
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。