太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)培訓(xùn)

太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)培訓(xùn)第1頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期六1、獨(dú)立直流供電系統(tǒng)

直流供電系統(tǒng)主要用于郵電通信、遙測(cè)、檢測(cè)等設(shè)備電源，其原理如圖示：

一、獨(dú)立太陽(yáng)能供電系統(tǒng)第2頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2、獨(dú)立交直流供電系統(tǒng)交直流供電系統(tǒng)除了給您提供所需直流動(dòng)力外還將給您提供交流220VAC/380VAC、50HZ正弦波電力，特別適合應(yīng)用于無(wú)電山村、郵電通信、邊防海島、部隊(duì)及野外作業(yè)以及大型電站，其原理如圖所示：第3頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期六3、光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)通過(guò)把光伏轉(zhuǎn)化為電能，不經(jīng)過(guò)蓄電池儲(chǔ)能，直接通過(guò)并網(wǎng)逆變器，把電能送上電網(wǎng)。光伏并網(wǎng)發(fā)電是光伏電源的發(fā)展方向.第4頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期六太陽(yáng)能電池的原理太陽(yáng)能是人類取之不盡用之不竭的可再生能源。也是清潔能源，不產(chǎn)生任何的環(huán)境污染。在太陽(yáng)能的有效利用當(dāng)中；大陽(yáng)能光電利用是近些年來(lái)發(fā)展最快，最具活力的研究領(lǐng)域，是其中最受矚目的項(xiàng)目之一。制作太陽(yáng)能電池主要是以半導(dǎo)體材料為基礎(chǔ)，其工作原理是利用光電材料吸收光能后發(fā)生光電于轉(zhuǎn)換反應(yīng)，根據(jù)所用材料的不同，太陽(yáng)能電池可分為：1、硅太陽(yáng)能電池；2、以無(wú)機(jī)鹽如砷化鎵III-V化合物、硫化鎘、銅銦硒等多元化合物為材料的電池；3、功能高分子材料制備的大陽(yáng)能電池；4、納米晶太陽(yáng)能電池等。第5頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期六一、硅太陽(yáng)能電池1．硅太陽(yáng)能電池工作原理與結(jié)構(gòu)

太陽(yáng)能電池發(fā)電的原理主要是半導(dǎo)體的光電效應(yīng)，一般的半導(dǎo)體主要結(jié)構(gòu)如下：

圖中

，正電荷代表硅原子，負(fù)電荷代表圍繞在硅原子旁邊的四個(gè)電子

第6頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期六當(dāng)硅晶體中摻入其他的雜質(zhì)，如硼、磷等，當(dāng)摻入硼時(shí)，硅晶體中就會(huì)存在著一個(gè)空穴，它的形成可以參照下圖：圖中，正電荷表示硅原子，負(fù)電荷表示圍繞在硅原子旁邊的四個(gè)電子。而黃色的表示摻入的硼原子，因?yàn)榕鹪又車挥?個(gè)電子，所以就會(huì)產(chǎn)生入圖所示的藍(lán)色的空穴，這個(gè)空穴因?yàn)闆](méi)有電子而變得很不穩(wěn)定，容易吸收電子而中和，形成P（positive）型半導(dǎo)體。同樣，摻入磷原子以后，因?yàn)榱自佑形鍌€(gè)電子，所以就會(huì)有一個(gè)電子變得非?；钴S，形成N（negative）型半導(dǎo)體。黃色的為磷原子核，紅色的為多余的電子。如下圖。第7頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期六當(dāng)P型和N型半導(dǎo)體結(jié)合在一起時(shí)，在兩種半導(dǎo)體的交界面區(qū)域里會(huì)形成一個(gè)特殊的薄層)，界面的P型一側(cè)帶負(fù)電，N型一側(cè)帶正電。這是由于P型半導(dǎo)體多空穴，N型半導(dǎo)體多自由電子，出現(xiàn)了濃度差。N區(qū)的電子會(huì)擴(kuò)散到P區(qū)，P區(qū)的空穴會(huì)擴(kuò)散到N區(qū)，一旦擴(kuò)散就形成了一個(gè)由N指向P的“內(nèi)電場(chǎng)”，從而阻止擴(kuò)散進(jìn)行。達(dá)到平衡后，就形成了這樣一個(gè)特殊的薄層形成電勢(shì)差，這就是PN結(jié).

第8頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期六由于半導(dǎo)體不是電的良導(dǎo)體，電子在通過(guò)p－n結(jié)后如果在半導(dǎo)體中流動(dòng)，電阻非常大，損耗也就非常大。但如果在上層全部涂上金屬，陽(yáng)光就不能通過(guò)，電流就不能產(chǎn)生，因此一般用金屬網(wǎng)格覆蓋p－n結(jié)（如圖梳狀電極），以增加入射光的面積。

另外硅表面非常光亮，會(huì)反射掉大量的太陽(yáng)光，不能被電池利用。為此，科學(xué)家們給它涂上了一層反射系數(shù)非常小的保護(hù)膜（如圖），將反射損失減小到5％甚至更小。一個(gè)電池所能提供的電流和電壓畢竟有限，于是人們又將很多電池（通常是36個(gè)）并聯(lián)或串聯(lián)起來(lái)使用，形成太陽(yáng)能光電板。

第9頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期六硅電池的分類

硅太陽(yáng)能電池分為單晶硅太陽(yáng)能電池、多晶硅薄膜太陽(yáng)能電池和非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池三種。1.單晶硅太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率最高，技術(shù)也最為成熟。在實(shí)驗(yàn)室里最高的轉(zhuǎn)換效率為24.7%，規(guī)模生產(chǎn)時(shí)的效率為15%。在大規(guī)模應(yīng)用和工業(yè)生產(chǎn)中仍占據(jù)主導(dǎo)地位，但由于單晶硅成本價(jià)格高，大幅度降低其成本很困難，為了節(jié)省硅材料，發(fā)展了多晶硅薄膜和非晶硅薄膜做為單晶硅太陽(yáng)能電池的替代產(chǎn)品。2.多晶硅薄膜太陽(yáng)能電池與單晶硅比較,成本低廉，而效率高于非晶硅薄膜電池，其實(shí)驗(yàn)室最高轉(zhuǎn)換效率為18%,工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的轉(zhuǎn)換效率為10%。因此，多晶硅薄膜電池不久將會(huì)在太陽(yáng)能電地市場(chǎng)上占據(jù)主導(dǎo)地位。3.非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池成本低重量輕，轉(zhuǎn)換效率較高，便于大規(guī)模生產(chǎn)，有極大的潛力。但受制于其材料引發(fā)的光電效率衰退效應(yīng)，穩(wěn)定性不高，直接影響了它的實(shí)際應(yīng)用。如果能進(jìn)一步解決穩(wěn)定性問(wèn)題及提高轉(zhuǎn)換率問(wèn)題，那么，非晶硅太陽(yáng)能電池?zé)o疑是太陽(yáng)能電池的主要發(fā)展產(chǎn)品之一。第10頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期六多晶硅單晶硅第11頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期六獨(dú)立光伏系統(tǒng)容量計(jì)算太陽(yáng)能電池組件配置計(jì)算(1)太陽(yáng)能電池板的容量計(jì)算P=光源功率×光源工作時(shí)間×(17/12)÷峰值日照時(shí)間÷（0.85×0.85）在實(shí)際工作情況下，太陽(yáng)能電池組件的輸出會(huì)受到外在環(huán)境的影響而降低，如泥土、灰塵的覆蓋和組件性能的衰減以及風(fēng)力阻礙等。通常的做法就是在計(jì)算的時(shí)候減少太陽(yáng)能電池組件的輸出的15%（衰減因子）來(lái)解決上述不可預(yù)知和不可量化的因素。在蓄電池的充放電過(guò)程中，蓄電池會(huì)電解水產(chǎn)生氣體逸出，太陽(yáng)能電池組件產(chǎn)生的電流中將有10%—15%的部分不能轉(zhuǎn)化儲(chǔ)存起來(lái)而是耗散掉，我們用蓄電池的庫(kù)倫效率來(lái)評(píng)估這種電流損失。所以保守設(shè)計(jì)中有必要將太陽(yáng)能電池組件的功率增加15%以抵消蓄電池的耗散損失。第12頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期六（2）太陽(yáng)能電池容量的計(jì)算電池容量=負(fù)載功率×日工作時(shí)間×（存儲(chǔ)天數(shù)+1)÷放電深度÷系統(tǒng)電壓其中系統(tǒng)電壓取決于太陽(yáng)能電池板功率和負(fù)載功率的大小，其中5w—80w均選用12V系統(tǒng)電壓，80w—240w選用24V系統(tǒng)電壓。電池的容量還可根據(jù)客戶的要求去稍作修改.以上計(jì)算沒(méi)考慮溫度的影響，若蓄電池的最低工作溫度低于-20°，應(yīng)對(duì)蓄電池放電深度加以修改，具體修正參數(shù)可以內(nèi)部商量！第13頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第14頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第15頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期六THANKS!第16頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期六太陽(yáng)能發(fā)電板發(fā)電原理：

太陽(yáng)能電池是一對(duì)光有響應(yīng)并能將光能轉(zhuǎn)換成電力的器件。能產(chǎn)生光伏效應(yīng)的材料有許多種，如：?jiǎn)尉Ч?，多晶硅，非晶硅，砷化鎵，硒銦銅等。它們的發(fā)電原理基本相同，現(xiàn)以晶體為例描述光發(fā)電過(guò)程。P型晶體硅經(jīng)過(guò)摻雜磷可得N型硅，形成P－N結(jié)。