太陽能發(fā)展與應(yīng)用-寬屏課件

2015-01-21太陽能的發(fā)展與應(yīng)用AffordableGreenEnergyforAll2015-01-21太陽能的發(fā)展與應(yīng)用Affordable目錄太陽能發(fā)電介紹太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)簡介光伏系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備—光伏組件光伏系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備—逆變器光伏系統(tǒng)發(fā)電量分析目錄太陽能發(fā)電介紹太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)簡介光伏系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備—光一、太陽能發(fā)電——優(yōu)點&缺點資源充足清潔安全廣泛長壽命潛在經(jīng)濟性不穩(wěn)定：易受晝夜、季節(jié)、緯度和海拔等自然條件限制，及晴、陰、云、雨等隨機因素的影響；分散：到達地球表面的太陽輻射能量密度很低；效率和成本：有的太陽能利用裝置，因為效率偏低，成本較高，總體經(jīng)濟性還不能與常規(guī)能源相競爭。一、太陽能發(fā)電——優(yōu)點&缺點資源充足不穩(wěn)定：易受晝夜、季節(jié)、一、太陽能發(fā)電——主要分類太陽能發(fā)電分為光熱發(fā)電和光伏發(fā)電。光伏發(fā)電是利用光生伏特效應(yīng)，使太陽光輻射能轉(zhuǎn)變成電能的發(fā)電方式，就是當電池受到光照射時，電池內(nèi)的電荷分布狀態(tài)發(fā)生變化，從而產(chǎn)生電動勢和電流的一種效應(yīng)。一、太陽能發(fā)電——主要分類太陽能發(fā)電分為光熱發(fā)電和光伏發(fā)電。一、太陽能發(fā)電——光伏發(fā)展史上的“第一個”第一個太陽能屋頂計劃：1990年德國“2000個光伏屋頂計劃”第一個光伏計劃：1974年美國能源部“太陽能光伏電池十年發(fā)展計劃”第一塊空間電池：1957年美國先鋒二號人造衛(wèi)星；第一個地面光伏電站：1970年美國麻省理工學院MIT；第一塊光伏電池1954年美國貝爾實驗室，硅電池效率6%；一、太陽能發(fā)電——光伏發(fā)展史上的“第一個”第一個太陽能屋頂計一、太陽能光伏發(fā)電基本原理---光生伏特效應(yīng)（b）在受到光照時，電子和空穴分別向兩側(cè)移動。（c）最終在半導體表層形成電勢差。（a）半導體中有成對的空穴和電子?！肮馍匦?yīng)”--1839年，由法國科學家貝克雷爾（Becqurel）發(fā)現(xiàn)。一、太陽能光伏發(fā)電基本原理---光生伏特效應(yīng)（b）在受到光照二、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)——主要分類—離網(wǎng)光伏電站包括各種帶有蓄電池的可以獨立運行的光伏發(fā)電系統(tǒng)?！⒕W(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)是與電網(wǎng)相連并向電網(wǎng)輸送電力的光伏發(fā)電系統(tǒng)。光伏發(fā)電系統(tǒng)可分為離網(wǎng)光伏系統(tǒng)和并網(wǎng)光伏系統(tǒng)。二、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)——主要分類—離網(wǎng)光伏電站包括各二、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用光伏電站（含分布式并網(wǎng)/離網(wǎng)）—一般陸地光伏電站—農(nóng)業(yè)大棚光伏電站—漁業(yè)池塘光伏電站—BIPV（各類建筑）—BAPV（各類建筑）光伏建筑（含分布式并網(wǎng)/離網(wǎng)）—太陽能電動車、停車棚……—太陽能路燈、充電器……光伏應(yīng)用產(chǎn)品二、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用光伏電站（含分布式并網(wǎng)/離網(wǎng)）—二、太陽能光伏發(fā)電——并網(wǎng)系統(tǒng)二、太陽能光伏發(fā)電——并網(wǎng)系統(tǒng)光伏發(fā)電系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備之光伏組件光伏發(fā)電系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備之第一代第二代第三代聚光光伏電池（砷化鎵）薄膜光伏電池（非晶硅/銅銦鎵硒/碲化鎘/其它）晶硅光伏電池（單晶硅/多晶硅）三、光伏系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備---光伏電池第一代第二代第三代聚光光伏電池（砷化鎵）薄膜光伏電池晶硅光伏三、晶硅光伏組件的完整產(chǎn)業(yè)鏈三、晶硅光伏組件的完整產(chǎn)業(yè)鏈單晶硅組件制作過程多晶硅組件制作過程三、單/多晶硅光伏組件的工藝差異單晶硅組件制作過程多晶硅組件制作過程三、單/多晶硅光伏組件的具有外部封裝及內(nèi)部連接、能單獨提供直流電輸出的、最小不可分割的太陽能電池組合裝置，叫光伏組件，即多個單體太陽能電池互聯(lián)封裝后成為組件。組件定義工作電壓低，僅0.5V左右，單片功率低；厚度越來越薄，目前180微米居多；電極暴露在空氣中容易被氧化；耐侯性差，衰減將會非常迅速；安裝運輸將非常困難；為什么要封裝？三、光伏組件定義具有外部封裝及內(nèi)部連接、能單獨提供直流電輸出的、最小不可分割三、光伏組件結(jié)構(gòu)單晶硅光伏電池多晶硅光伏電池1-鋁邊框2-密封膠3-鋼化玻璃4-EVA5-晶硅電池6-背板三、光伏組件結(jié)構(gòu)單晶硅光伏電池多晶硅光伏電池1-鋁邊框三、光伏組件生產(chǎn)工藝三、光伏組件生產(chǎn)工藝三、光伏組件電性能參數(shù)標準測試條件：STC（AM=1.5，P0=1000W/m2，T=25℃）轉(zhuǎn)換效率η=Pm/Pin=（Im*Vm）/（P0*Aa）其中Pin為太陽光入射功率，Aa為組件面積。填充因子FF=Pm/Pc=（Im*Vm）/（Isc*Voc）關(guān)鍵參數(shù)I—電流；V—電壓；Pm—最大功率；Isc—短路電流；Im—最佳工作電流；Voc—開路電壓；Vm—最佳工作電壓；三、光伏組件電性能參數(shù)標準測試條件：STC（AM=1.5，P三、電池組件性能的匹配兩個性能相同的組件串聯(lián)到一起時，電流保持不變，電壓將加倍；兩個性能不同的組件串聯(lián)到一起時，電壓仍然疊加，電流將被限制到略高于組件中電流較小的電池板產(chǎn)生的電流值。兩個性能相同的組件并聯(lián)到一起時，電壓保持不變，電流將加倍；兩個性能不同的組件并聯(lián)到一起時，電流將增加，電壓只是兩者的平均值。三、電池組件性能的匹配兩個性能相同的組件串聯(lián)到一起時，電流保三、光照強度對光伏組件的影響最大系統(tǒng)電壓1000VDC峰值功率/Pmax265W最大允許熔絲電流15A開路電壓/Voc38.3V短路電流/Isc9.37A最佳工作電壓/Vmpp30.1V最佳工作電流/Impp8.79A組件效率16.2%組件參數(shù)(Panda單晶)光照強度越強，組件能輸出的光電流就越大，輸出功率也越大。一般來說，光電流隨光強的增長呈線性關(guān)系。三、光照強度對光伏組件的影響最大系統(tǒng)電壓1000VDC峰值功三、溫度對光伏組件的影響

溫度越高組件的輸出功率越低，溫度每升高1℃，輸出功率減少0.2%～0.45%。項目中要充分考慮電站場址環(huán)境溫度與組件工作溫度的匹配。工作溫度范圍-40℃～85℃額定工作溫度45±2℃最大功率溫度系數(shù)-0.42%/℃開路電壓溫度系數(shù)-0.31%/℃短路電流溫度系數(shù)+0.04%/℃組件參數(shù)三、溫度對光伏組件的影響溫度越高組件的輸出功率越低，當組件中的一塊電池被陰影遮擋時，其短路電流會降低，當短路電流低于串聯(lián)電路中的工作電流時，會增加功率損耗，引起過熱，甚至造成組件焊接點熔化等問題。三、陰影對光伏組件的影響（一）當組件中的一塊電池被陰影遮擋時，其短路電流會降低，當三、陰影對光伏組件的影響（二）橫向串聯(lián)配線：在陰影作用下只有一個回路受影響，其它回路的電池組發(fā)電量基本不發(fā)生變化；豎向串聯(lián)配線：每個回路的輸出電壓都會受到陰影影響而降低，電流也會發(fā)生變化，導致整體的電能輸出較橫向的低。三、陰影對光伏組件的影響（二）橫向串聯(lián)配線：三、光伏組件常見技術(shù)參數(shù)三、光伏組件常見技術(shù)參數(shù)常規(guī)單/多晶組件透明背板組件雙玻組件三、英利主要光伏產(chǎn)品常規(guī)單/多晶組件透明背板組件雙玻組件三、英利主要光伏產(chǎn)品英利綠色能源控股有限公司（河北保定）FirstSolar公司（美國）天合光能有限公司（江蘇常州）晶澳太陽能有限公司（上海）SolarFrontier公司（日本）CSI阿特斯光伏公司（江蘇蘇州）晶科能源控股有限公司（江西上饒）韓華新能源有限公司（江蘇啟東）SunPower公司（美國）京瓷公司（日本）三、全球十大光伏電池組件廠商英利綠色能源控股有限公司（河北保定）FirstSolar光伏發(fā)電系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備之逆變器光伏發(fā)電系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備之四、光伏系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備---逆變器通常，把將交流電能變換成直流電能的過程稱為整流，把完成整流功能的電路稱為整流電路，把實現(xiàn)整流過程的裝置稱為整流設(shè)備或整流器。與之相對應(yīng)，把將直流電能變換成交流電能的過程稱為逆變，把完成逆變功能的電路稱為逆變電路，把實現(xiàn)逆變過程的裝置稱為逆變設(shè)備或逆變器。什么是逆變器？四、光伏系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備---逆變器通常，把將交流電能變四、光伏逆變器的產(chǎn)品類型及應(yīng)用四、光伏逆變器的產(chǎn)品類型及應(yīng)用四、光伏逆變器主要性能參數(shù)1.使用環(huán)境（如溫度、濕度、海拔高度等）2.直流輸入電源的條件（如電壓等級、電壓輸入范圍）3.額定電壓輸出（單相、三相）4.逆變器的效率（關(guān)鍵參數(shù)）5.保護功能（如過載、短路、過/欠壓、極性反接等）6.逆變器抗負載沖擊特性7.逆變器輸出電能質(zhì)量8.逆變器無故障運行時間（可靠性）四、光伏逆變器主要性能參數(shù)1.使用環(huán)境（如溫度、濕度、海拔高四、光伏逆變器選型的考慮因素成本1.逆變器成本；2.搬運安裝成本；3.空間需求成本；4.安裝時間成本；5.維護成本；性能1.轉(zhuǎn)換效率高；2.MPPT跟蹤精準；3.發(fā)電量收益高；4.產(chǎn)品適應(yīng)性強；5.動態(tài)響應(yīng)能力強；6.設(shè)計壽命長；7.具有故障冗余性；服務(wù)1.服務(wù)及時性；2.故障處理時效；3.故障件更換時間；4.監(jiān)控系統(tǒng)支持；四、光伏逆變器選型的考慮因素成本1.逆變器成本；性能1.轉(zhuǎn)換四、光伏逆變器與組件陣列的匹配原則陣列的輸入電壓不能大于逆變器工作電壓范圍（考慮溫度）陣列的輸入電流不要超過逆變器的直流輸入限制電流閥值陣列的輸入功率不要大于逆變器的最大輸入功率陣列的工作電壓范圍最好配置在逆變器效率較高的點四、光伏逆變器與組件陣列的匹配原則陣列的輸入電壓不能大于逆變SMASolarTechnologyAG（德國艾思瑪公司）Ingeteam（西班牙英赫特安公司）Power-One（美國）ABB（瑞士阿西亞-布朗勃法瑞公司）SamilPower（山億新能源公司）KACO（德國KACO新能源有限公司）RefuSOL（德國瑞福公司）Sungrow（合肥陽光公司）EnphaseEnergy（美國/微逆變器）TBEA（特變電工股份有限公司）四、全球十大光伏逆變器廠商SMASolarTechnologyAG（德國艾思瑪公光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量分析光伏發(fā)電系統(tǒng)五、光伏系統(tǒng)發(fā)電量——朝南30度傾角五、光伏系統(tǒng)發(fā)電量——朝南30度傾