太阳能系统相关知识培训

太阳能系统相关知识培训第1页，共32页，2023年，2月20日，星期六4/20/20232第2页，共32页，2023年，2月20日，星期六4/20/2023第3页，共32页，2023年，2月20日，星期六4/20/20234第4页，共32页，2023年，2月20日，星期六4/20/20235硒光电池亦称硒太阳能电池，是半导体光电池的一种。它具有对光敏感、受光发电的特性，并能直接将光能转变成电能，其光电流的大小与所受光的强弱成正相关。硒光电池积分灵敏度为600UA/LM，光谱灵敏度峰值为560NM处有较好的长期稳定性。可见光380nm~760nm,广泛应用于光度、色度测量仪器上的光电转换器件如光度计、白度计、比色计、光泽度计。硒光电池对光响应的波长围一般为250-750NM，灵敏区为500-600NM，而最高灵敏峰约在530NM第5页，共32页，2023年，2月20日，星期六4/20/20236第6页，共32页，2023年，2月20日，星期六4/20/20237第7页，共32页，2023年，2月20日，星期六4/20/20238第8页，共32页，2023年，2月20日，星期六4/20/20239第9页，共32页，2023年，2月20日，星期六4/20/202310第10页，共32页，2023年，2月20日，星期六4/20/202311第11页，共32页，2023年，2月20日，星期六4/20/202312第12页，共32页，2023年，2月20日，星期六4/20/202313第13页，共32页，2023年，2月20日，星期六4/20/202314第14页，共32页，2023年，2月20日，星期六4/20/202315第15页，共32页，2023年，2月20日，星期六4/20/202316第16页，共32页，2023年，2月20日，星期六4/20/202317第17页，共32页，2023年，2月20日，星期六4/20/202318第18页，共32页，2023年，2月20日，星期六4/20/202319第19页，共32页，2023年，2月20日，星期六4/20/202320第20页，共32页，2023年，2月20日，星期六4/20/202321第21页，共32页，2023年，2月20日，星期六4/20/202322第22页，共32页，2023年，2月20日，星期六4/20/202323第23页，共32页，2023年，2月20日，星期六4/20/202324第24页，共32页，2023年，2月20日，星期六太阳能光伏发电系统太阳能光伏发电系统原理及组成

1.太阳能光伏发电系统的工作原理工作原理：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。再通过充放电控制器对蓄电池进行充电，将由光能转换而来的电能贮存起来。晚上，蓄电池组为逆变器提供输入电，通过逆变器的作用，将直流电转换成交流电，输送到配电柜，由配电柜的切换作用进行供电。蓄电池组的放电情况由控制器进行控制，保证蓄电池的正常使用。光伏电站系统还应有限荷保护和防雷装置，以保护系统设备的过负载运行及免遭雷击，维护系统设备的安全使用。4/20/202325第25页，共32页，2023年，2月20日，星期六2.太阳能光伏发电系统的组成光伏系统是由太阳能电池方阵，蓄电池组，充放电控制器，逆变器，交流配电柜、自动太阳能跟踪系统、自动太阳能组件除尘系统等设备组成。其各部分设备的作用是：

⑴太阳能电池方阵：在有光照（无论是太阳光，还是其它发光体产生的光照）情况下，电池吸收光能，电池两端出现异号电荷的积累，即产生"光生电压"，这就是"光生伏打效应"。在光生伏打效应的作用下，太阳能电池的两端产生电动势，将光能转换成电能，是能量转换的器件。太阳能电池一般为硅电池，分为单晶硅太阳能电池，多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池三种。

⑵蓄电池组：其作用是贮存太阳能电池方阵受光照时发出的电能并可随时向负载供电。太阳能电池发电对所用蓄电池组的基本要求是：a.自放电率低；b.使用寿命长；c.深放电能力强；d.充电效率高；e.少维护或免维护；f.工作温度范围宽；g.价格低廉。目前我国与太阳能发电系统配套使用的蓄电池主要是铅酸蓄电池和镉镍蓄电池。配套200Ah以上的铅酸蓄电池，一般选用固定式或工业密封式免维护铅酸蓄电池，每只蓄电池的额定电压为2VDC；配套200Ah以下的铅酸蓄电池，一般选用小型密封免维护铅酸蓄电池，每只蓄电池的额定电压为12VDC。

⑶充放电控制器：是能自动防止蓄电池过充电和过放电的设备。由于蓄电池的循环充放电次数及放电深度是决定蓄电池使用寿命的重要因素，因此能控制蓄电池组过充电或过放电的充放电控制器是必不可少的设备。太阳能控制器是用于太阳能发电系统中，控制多路太阳能电池方阵对蓄电池充电以及蓄电池给太阳能逆变器负载供电的自动控制设备。太阳能控制器采用高速CPU微处理器和高精度A/D模数转换器，是一个微机数据采集和监测控制系统。既可快速实时采集光伏系统当前的工作状态，随时获得PV站的工作信息，又可详细积累PV站的历史数据，为评估PV系统设计的合理性及检验系统部件质量的可靠性提供了准确而充分的依据。此外，太阳能控制器还具有串行通信数据传输功能，可将多太阳能控制器通常有6个标称电压等级：12V、24V、48V、110V、220V、500V个光伏系统子站进行集中管理和远距离控制。

4/20/202326第26页，共32页，2023年，2月20日，星期六⑷逆变器：是将直流电转换成交流电的设备。由于太阳能电池和蓄电池是直流电源，而负载是交流负载时，逆变器是必不可少的。逆变器按运行方式，可分为独立运行逆变器和并网逆变器。独立运行逆变器用于独立运行的太阳能电池发电系统，为独立负载供电。并网逆变器用于并网运行的太阳能电池发电系统。逆变器按输出波型可分为方波逆变器和正弦波逆变器。方波逆变器电路简单，造价低，但谐波分量大，一般用于几百瓦以下和对谐波要求不高的系统。正弦波逆变器成本高，但可以适用于各种负载。逆变器保护功能：a、过载保护；b、短路保护；c、接反保护；d、欠压保护；e、过压保护；f、过热保护。⑸交流配电柜：其在电站系统的主要作用是对备用逆变器的切换功能，保证系统的正常供电，同时还有对线路电能的计量。（6）太阳能跟踪系统：太阳能跟踪系统是能够保持太阳能电池板随时正对太阳，使太阳光的光线随时垂直照射太阳能电池板的动力装置，能够显著提高太阳能光伏组件的发电效率。国内自主知识产权、首家完全不用电脑软件的太阳空间定位跟踪仪，具有国际领先水平，能够不受地域和外部条件的限制，可以在-50℃至70℃环境温度范围内正常使用；跟踪精度可以达到±0.001°，最大限度的提高太阳跟踪精度，完美实现适时跟踪，最大限度提高太阳光能利用率。该太阳能跟踪系统可以广泛的使用于各类设备的需要使用太阳跟踪的地方，价格实惠、性能稳定、结构合理、跟踪准确、方便易用。把加装了该太阳能跟踪系统的太阳能发电系统安装在高速行驶的汽车、火车，以及通讯应急车、特种军用汽车、军舰或轮船上，不论系统向何方行驶、如何调头、拐弯，该自动太阳能跟踪系统都能保证设备的要求跟踪部位正对太阳！该太阳能跟踪控制技术属于具有我国自主知识产权的国家发明专利产品，;4/20/202327第27页，共32页，2023年，2月20日，星期六4/20/202328第28页，共32页，2023年，2月20日，星期六太阳能发电系统的设计需要考虑的因素：

1、太阳能发电系统在哪里使用？该地日光辐射情况如何？

2、系统的负载功率多大？

3、系统的输出电压是多少，直流还是交流？

4、系统每天需要工作多少小时？

5、如遇到没有日光照射的阴雨天气，系统需连续供电多少天？

6、负载的情况，纯电阻性、电容性还是电感性，启动电流多大？

7、系统需求的数量。太阳能光伏发电主要缺点如下:1.光电转化率很低2.光伏发电需要很大的面积。3.所需光照要求复杂，选择地日光辐射情况适当。4.光伏发电成本太高。4/20/202329第29页，共32页，2023年，2月20日，星期六太阳能光伏发电缺点分析太阳能光伏发电还存在一些有待攻克的“弱点”。它的主要缺点有以下几个方面。

1.光电转化率很低。

我们大家都知道，太阳光电池主要功能在将光能转换成电能，这个现象称之为光伏效应。但是这就使得我们在选取太阳能电池板原材料的时候，产生了众多不便的因素。要求我们必须考虑到材料的光导效应及如何产生内部电场。不仅要吸光效果，还需要看它的光导效果。所以材料的选取对于光伏发电来说是一项很大的约束。必须充足了解太阳光的成分及其能量分布状况，从目前太阳能发展的情况来看，材料的选取仍旧是个待提高的突破点。即使在非常高效的材料下进行光电转换，它的效率仍然很低。据2008中国能源投资论坛中最新报告可知，上海市纳米专项基金的支持下，经过3年多实验与探索，已经研制出一块新型仿生太阳能电池。它的光电转化效率已超过10%，接近11%的世界最高水平。从数据我们能够看出，11%这个极低的水准却是目前世界上无法逾越的高度。因此，太阳能光伏发电的转换效率低，依旧是国家乃至世界研究组一直以来希望妥善解决的问题。

4/20/202330第30页，共32页，2023年，2月20日，星期六2.光伏发电需要很大的面积。

也许我们不会太在意这个问题。但是从目前的实际状况来看，以单晶硅或多晶硅为主要原料的太阳能电池板正越来越多地点缀于城市建筑的屋顶、墙壁，成为一座座所谓“清洁无污染”的太阳能电站。然而，在这种被称为“绿色电站”的身后，却“隐藏”着一系列高能耗、高污染的生产过程。即使作为第三代太阳能电池的染料敏化电池来说，虽然它最大吸引力在于廉价的原材料和简单的制作工艺。据科学家估算，它的成本仅相当于硅电池板的1/10。但是此类电池的效率随面积放大而降低。这一点又与太阳能发电需要充足的日照和广域的面积相矛盾。

3.所需光照要求复杂，选择地日光辐射情况适当。

太阳能，一提到这个名字，我们就会把它和万物之灵太阳联系起来，但是太阳能发电所需的必要条件就是光照指数。如果在阳光不太充足的多云天气亦或者是雨天和闷热的天气里，太阳光伏效应转换的效率将会大幅度降低，然而系统还仍需连续供电。4/20/202331第31页，共32页，2023年，2月20日，星期六

4.光伏发电成本太高。

在太阳能电池中硅系太阳能电池无疑是发展最成熟的，但其成本居高不下，远不能满足大规模推广应用的要求。最新研制的SunPower新的太阳能电池板效率达到22%，尽管其光电转化效率也非常可观，但