太陽(yáng)能光伏發(fā)電原理及其應(yīng)用資料

1、GCL New Energy Holdings Limited協(xié)鑫新能源控股(kn )有限公司 彭氏集團(tuán)(jtun) 2015.4太陽(yáng)能光伏發(fā)電原理及關(guān)鍵設(shè)備共二十六頁(yè)安全(nqun)工作匯報(bào)2013年安全工作總結(jié)2014年安全工作計(jì)劃(jhu)2014年安全工作要點(diǎn)1、首先探討光伏電池原理，重點(diǎn)掌握光伏電池伏安特性。2、在此基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)光伏并網(wǎng)逆變器原理，重點(diǎn)把握波形控制、MPPT原理和反孤島控制。3、在掌握光電池原理基礎(chǔ)上，討論跟蹤器工作原理，重點(diǎn)把握各類(lèi)跟蹤器提高光伏發(fā)電量的作用。 共二十六頁(yè)目錄一、太陽(yáng)能光伏發(fā)電原理(yunl)二、光伏并網(wǎng)逆變器三、太陽(yáng)能跟蹤器共二十六頁(yè)一、太陽(yáng)能光伏

2、發(fā)電原理1. 光伏發(fā)電系統(tǒng)原理2. 光伏電池原理3. 光伏電池電氣(dinq)特性共二十六頁(yè)光伏發(fā)電是指利用太陽(yáng)能電池這種半導(dǎo)體電子器件的P-N結(jié)光生伏打效應(yīng)原理有效地吸收太陽(yáng)光輻射能，通過(guò)轉(zhuǎn)換裝置使之轉(zhuǎn)變成電能的直接發(fā)電方式，是當(dāng)今太陽(yáng)光發(fā)電的主流，具有(jyu)可再生、無(wú)污染等優(yōu)勢(shì)。1.光伏發(fā)電(fdin)系原理共二十六頁(yè)1.光伏發(fā)電(fdin)原理P-N結(jié)的光生伏打效應(yīng)(xioyng)發(fā)電原理光生伏打效應(yīng)就是當(dāng)物體受到光照時(shí)，其體內(nèi)的電荷分布狀態(tài)發(fā)生變化而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)和電流的一種效應(yīng)。半導(dǎo)體太陽(yáng)能電池的發(fā)電過(guò)程概括為4點(diǎn)：1、收集太陽(yáng)光使之照射到太陽(yáng)能電池表面。2、太陽(yáng)能電池吸收具有一定能

3、量的光子，激發(fā)出光生載流子電子-空穴對(duì)。3、電性相反的光生載流子在太陽(yáng)能電池P-N結(jié)內(nèi)建電場(chǎng)的作用下，電子-空穴對(duì)被分離，電子集中在一邊，空穴集中在另一邊，在P-N結(jié)兩邊產(chǎn)生異性電荷的積累，從而產(chǎn)生光生電動(dòng)勢(shì)，即光生電壓。4、在太陽(yáng)能電池P-N結(jié)兩側(cè)引出電極，并接上負(fù)載，則在外電路中即有光生電流通過(guò)，從而獲得功率輸出，這樣太陽(yáng)能電池就把太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)換成了電能。共二十六頁(yè)2.光伏電站(din zhn)的組成發(fā)電過(guò)程光伏電站是利用一定數(shù)量太陽(yáng)能電池組件串聯(lián)后接收太陽(yáng)光將輻射能轉(zhuǎn)換為一定電壓（逆變器額定電壓）和電流的直流電，再將若干電池組串在匯流箱內(nèi)進(jìn)行并聯(lián)以提高電流，并聯(lián)后電流達(dá)到逆變器額定電流的

4、數(shù)個(gè)匯流箱接入一臺(tái)并網(wǎng)逆變器，通過(guò)并網(wǎng)逆變器將電池組件發(fā)出的直流電逆變成符合電網(wǎng)需求的交流電，經(jīng)過(guò)(jnggu)配電裝置后接入電站升壓變壓器，通過(guò)變壓器將電壓升高至符合電網(wǎng)要求的電壓等級(jí)后，并入電網(wǎng)。組成設(shè)備主要設(shè)備包括電池組件、匯流箱、逆變器、高低壓配電裝置和變壓器等。共二十六頁(yè)2.光伏電站(din zhn)的組成電池組件匯流(huli)箱高低壓配電柜逆變器變壓器電網(wǎng)共二十六頁(yè)3.1電池組件3、光伏電站的主要(zhyo)設(shè)備及其功能共二十六頁(yè)3、光伏電站(din zhn)的主要設(shè)備及其功能3.1 電池組件目前光伏電站(din zhn)常用的電池組件有以下三種：?jiǎn)尉Ч桦姵亟M件：光電轉(zhuǎn)換效率為1

5、5%左右，最高的達(dá)到24，是目前所有種類(lèi)的太陽(yáng)能電池中光電轉(zhuǎn)換效率最高的，堅(jiān)固耐用，使用壽命最高可達(dá)25年，但制作成本高。多晶硅電池組件：制作工藝與單晶硅電池相近，光電轉(zhuǎn)換效率約12左右 ，制作成本比單晶硅電池低，但壽命比單晶硅電池短。非晶硅電池組件：是新型薄膜式電池組件，制作工藝與單晶硅和多晶硅電池的完全不同，制作成本低。弱光性能優(yōu)于晶硅電池。但光電轉(zhuǎn)換效率偏低，且衰減較快。共二十六頁(yè)3.2光伏電池組件電氣特性預(yù)備知識(shí)直流電是指方向不隨時(shí)間發(fā)生改變的電流，但電流大小可能不固定，而產(chǎn)生(chnshng)波形。共二十六頁(yè)3.2光伏電池組件電氣(dinq)特性共二十六頁(yè) 3.2光伏電池組件電氣(d

6、inq)特性共二十六頁(yè) 3.2光伏電池組件電氣(dinq)特性標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件(tiojin)STC (AM=1.5, P0=1000W/m2,T=25C)轉(zhuǎn)換效率k=Pm/Pa=(Im*Um)/(P0*Aa),填充因子FF= Pm/Pc=(Im*Um)/(Isc*Voc),共二十六頁(yè)3.2光伏電池組件電氣(dinq)特性共二十六頁(yè)3.3 并網(wǎng)(bn wn)逆變器光伏并網(wǎng)逆變器（下稱(chēng)逆變器）是光伏發(fā)電系統(tǒng)中的核心設(shè)備。逆變器將光伏方陣產(chǎn)生的直流電（DC）逆變?yōu)槿嗾医涣麟姡ˋC），輸出(shch)符合電網(wǎng)要求的電能。逆變器是進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵設(shè)備，其效率指標(biāo)等電氣性能參數(shù)，將直接影響電站系統(tǒng)發(fā)電

7、量。共二十六頁(yè)3.3 并網(wǎng)(bn wn)逆變器逆變器滿足以下要求：a)并網(wǎng)(bn wn)逆變器的功率因數(shù)和電能質(zhì)量應(yīng)滿足電網(wǎng)要求。b)逆變器額定功率應(yīng)滿足用于海拔高度的要求，其內(nèi)絕緣等電氣性能滿足要求。 c)逆變器使用太陽(yáng)電池組件最大功率跟蹤技術(shù)(MPPT)。 d)逆變器具有極性反接保護(hù)、短路保護(hù)、孤島效應(yīng)保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)、交流過(guò)流及直流過(guò)流保護(hù)、直流母線過(guò)電壓保護(hù)、電網(wǎng)斷電、電網(wǎng)過(guò)欠壓、電網(wǎng)過(guò)欠頻、光伏陣列及逆變器本身的接地檢測(cè)及保護(hù)功能等。共二十六頁(yè)3.4光伏并網(wǎng)(bn wn)逆變器系統(tǒng)共二十六頁(yè)圖4.1 逆變器簡(jiǎn)化(jinhu)原理圖3.5 逆變?cè)恚ㄝ敵鲭娏鞑ㄐ?b xn)控制）圖4.2

8、 交流電生成通常通過(guò)PWM調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)橋路輸出交流電壓v,控制電抗L的電流i，即逆變器輸出電流，使得逆變器向電網(wǎng)注入正弦波電流，并且與電網(wǎng)電壓e同頻同相，達(dá)到并網(wǎng)發(fā)電目的。共二十六頁(yè)兩點(diǎn)認(rèn)識(shí)：1）在光伏組件、接收的太陽(yáng)輻射量固定，在光伏組件不同工作點(diǎn)（電壓與電流）輸出功率不同，其中存在一個(gè)輸出功率最大的工作點(diǎn)，即最大功率點(diǎn)MPP2）在光伏組件或接收的太陽(yáng)輻射量變化(binhu)時(shí)，在光伏組件輸出電氣特性曲線變化(binhu)，最大功率點(diǎn)移動(dòng)。3.6 MPPT 原理(yunl)結(jié)論：為了從光伏電池中獲取更多的電能，充分利用光伏電池組件能量，希望光伏組件盡可能地工作在最大功率點(diǎn)。使用MPPT技術(shù)可以達(dá)

9、到這個(gè)要求共二十六頁(yè)3.7 反孤島( do)效應(yīng)孤島效應(yīng)是指分布式并網(wǎng)逆變器構(gòu)成的局部電網(wǎng)從主電網(wǎng)脫離出來(lái)(ch li)，并且在此局部電網(wǎng)中分布式并網(wǎng)逆變器持續(xù)給負(fù)載供電的一種電氣現(xiàn)象。孤島的危害：1.孤島情況下電網(wǎng)無(wú)法控制電壓和頻率，可能造成電網(wǎng)、分布式發(fā)電設(shè)備和用電設(shè)備發(fā)生輸入電壓幅值和頻率失控；2.孤島效應(yīng)對(duì)人身安全造成威脅，干擾電網(wǎng)的維護(hù)工作；3.孤島發(fā)生時(shí)，當(dāng)電網(wǎng)恢復(fù)正常有可能造成非同相合閘，導(dǎo)致線路再次跳閘，對(duì)光伏并網(wǎng)逆變器和其他用電設(shè)備造成損壞；4.孤島效應(yīng)時(shí)，若負(fù)載容量與光伏并網(wǎng)器容量不匹配，會(huì)造成對(duì)逆變器的損壞。共二十六頁(yè)3、光伏電站的主要(zhyo)設(shè)備及其功能3.8、高低

10、壓配電裝置(pi din zhun zh)高、低壓配電裝置主要用于控制站內(nèi)電能的通、斷，分配及交換，一般有380V、10KV、35KV等電壓等級(jí)。共二十六頁(yè)3.9、變壓器變壓器是一種靜止的電器，它利用電磁感應(yīng)原理把交流電壓轉(zhuǎn)換成相同頻率的另一種交流電壓。其結(jié)構(gòu)的主要部分是兩個(gè)（或兩個(gè)以上）互相絕緣的繞組，套在一個(gè)共同(gngtng)的鐵芯上，兩個(gè)繞組之間通過(guò)磁場(chǎng)而耦合，但在電的方面沒(méi)有直接聯(lián)系，能量的轉(zhuǎn)換以磁場(chǎng)為媒介。在兩個(gè)繞組中，把接到電源的一個(gè)稱(chēng)為一次繞組，建成原方（或原邊），而把接到負(fù)載的一個(gè)稱(chēng)為二次繞組，簡(jiǎn)稱(chēng)副方（或副邊）。當(dāng)原方接到交流電源時(shí)，在外施電壓作用下，一次繞組中通過(guò)交流電流

11、，并3、光伏電站(din zhn)的主要設(shè)備及其功能共二十六頁(yè)3、光伏電站的主要(zhyo)設(shè)備及其功能3.9、變壓器變壓器按相數(shù)區(qū)分可以分為(fn wi)三相變壓器和單相變壓器；按繞組數(shù)目來(lái)區(qū)分，可以分為(fn wi)兩繞組和三繞組變壓器；按冷卻介質(zhì)分，可以分為(fn wi)油浸式變壓器、干式變壓器（空氣冷卻式）以及水冷式變壓器。在鐵芯中產(chǎn)生交變磁通，其頻率和外施電壓的頻率一致，這個(gè)交變磁通同時(shí)交鏈者一次、二次繞組，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，交變磁通在原、副繞組中感應(yīng)出相同頻率的電勢(shì)，副方有了電勢(shì)便向負(fù)載輸出電能，實(shí)現(xiàn)了能量的轉(zhuǎn)換。利用一次、二次繞組匝數(shù)的不同及不同的繞組聯(lián)接法，可使原、副方有不同的電壓、電流和相數(shù)。共二十六頁(yè)謝謝(xi xie)！共二十六頁(yè)內(nèi)容摘要GCL New Energy Holdings Limited。1、首先探討光伏電池原理，重點(diǎn)掌握光伏電池伏安特性。光生伏打效應(yīng)就是當(dāng)物體受到光照時(shí)，其體內(nèi)的電荷分布狀態(tài)發(fā)生變化而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)和電流的一種效應(yīng)。主要設(shè)備包括電池組件、匯流箱、逆變