太阳能光伏发电系统的组成

太阳能光伏发电系统的组成太阳能光伏发电系统是利用太阳能电池的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换成电能的一种新型发电系统。一套基本的光伏发电系统一般是由太阳能电池板、太阳能控制器、逆变器和蓄电池(组)构成。太阳能电池板：太阳能电池板是太阳能光伏发电系统中的核心部分，其作用是将太阳能直接转换成电能，供负载使用或存贮于蓄电池内备用。太阳能控制器：太阳能控制器的基本作用是为蓄电池提供最佳的充电电流和电压，快速、平稳、高效的为蓄电池充电，并在充电过程中减少损耗，尽量延长蓄电池的使用寿命；同时保护蓄电池，避免过充电和过放电现象的发生。如果用户使用的是直流负载，通过太阳能控制器可以为负载提供稳定的直流电(由于天气的原因，太阳电池方阵发出的直流电的电压和电流不是很稳定)。逆变器：逆变器的作用就是将太阳能电池阵列和蓄电池提供的低压直流电逆变成220伏交流电，供给交流负载使用。蓄电池(组)：蓄电池(组)的作用是将太阳能阵列发出的直流电直接储存起来，供负载使用。在光伏发电系统中，蓄电池处于浮充放电状态，当日照量大时，除了供给负裁用电外，还对蓄电池充电；当日照量小时，这部分储存的能量将逐步放出。太阳能光伏发电系统的分类

根据不同场合的需要，太阳能光伏发电系统一般分为独立供电的光伏发电系统、并网光伏发电系统、混合型光伏发电系统三种。(1)独立供电的光伏发电系统独立供电的太阳能光伏发电系统如图2-6所示。整个独立供电的光伏发电系统由太阳能电池板、蓄电池、控制器、逆变器组成。太阳能电池板作为系统中的核心部分，其作用是将太阳能直接转换为直流形式的电能，一般只在白天有太阳光照的情况下输出能量。根据负载的需要，系统一般选用铅酸蓄电池作为储能环节，当发电量大于负载时，太阳能电池通过充电器对蓄电池充电；当发电量不足时，太阳能电池和蓄电池同时对负载供电。控制器一般由充电电路、放电电路和最大功率点跟踪控制组成。逆变器的作用是将直流电转换为.与交流负载同相的交流电。图2-6独立运行的太阳能光伏发电系统结构框图(2)并网光伏发电系统图2-7并网光伏发电系统结构框图并网光伏发电系统如图2-7所示，光伏发电系统直接与电网连接，其中逆变器起很重要的作用，要求具有与电网连接的功能。目前常用的并网光伏发电系统具有两种结构形式，其不同之处在于是否带有蓄电池作为储能环节。带有蓄电池环节的并网光伏发电系统称为可调度式并网光伏发电系统，由于此系统中逆变器配有主开关和重要负载开关，使得系统具有不间断电源的作用，这对于一些重要负荷甚至某些家庭用户来说具有重要意义。此外，该系统还可以充当功率调节器的作用，稳定电网电压、抵消有害的高次谐波分量从而提高电能质量。不带有蓄电池环节的并网光伏发电系统称为不可调度式并网光伏发电系统，在此系统中，并网逆变器将太阳能电池板产生的直流电能转化为和电网电压同频、同相的交流电能，当主电网断电时，系统自动停止向电网供电。当有日照照射、光伏系统所产生的交流电能超过负载所需时，多余的部分将送往电网；夜间当负载所需电能超过光伏系统产生的交流电能时，电网自动向负载补充电能。(3)混合光伏发电系统图2-8为混合型光伏发电系统，它区别于以上两个系统之处是增加了一台备用发电机组，当光伏阵列发电不足或蓄电池储量不足时，可以启动备用发电机组，它既可以直接给交流负载供电，又可以经整流器后给蓄电池充电，所以称为混合型光伏发电系统。图2-8混合型光伏发电系统结构框图2.5太阳能光伏发电系统的特点(1)无枯竭危险；(2)绝对千净(无污染，除蓄电池外)；(3)不受资源分布地域的限制；(4)可在用电处就近发电；(5)能源质量高；(6)获取能源花费的时间短；(7)供电系统工作可靠；不足之处是：(1)照射的能量分布密度小；(2)获得的能源与四季、昼夜及阴晴等气象条件有关；太阳能光伏系统设计太阳能光伏系统总体设计原则太阳能光伏发电系统的设计分为软件设计和硬件设计，且软件设计先于硬件设计。软件设计主要包括：负载用电量的计算，太阳能电池方阵辐射量的计算，太阳能电池、蓄电池用量的计算以及两者之间相互匹配的优化设计，太阳能电池方阵安装倾角的计算，系统运行情况的预测和系统经济效益的分析等。硬件设计主要包括：负载的选型及必要的设计，太阳能电池和蓄电池的选型，太阳能电池支架的设计，逆变器的选型和设计，以及控制、测量系统的选型和设计。对于大型太阳能光伏发电系统，还有光伏电池方阵场的设计、防雷接地的设计。由于软件设计牵涉到复杂的太阳辐射量、安装倾角以及系统优化的设计计算，一般是由计算机来完成的；在要求不太严格的情况下，也可以采取估算的办法。太阳能光伏发电系统设计的总原则是，在保证满足负载供电需要的前提下，确定使用最少的太阳能电池组件功率和蓄电池容量，以尽量减少初始投资。系统设计者应当知道，在光伏发电系统设计过程中做出的每个决定都会影响造价。由于不适当的选择，可轻易地使系统的投资成倍地增加，而且未必就能满足使用要求。在决定要建立一个独立的太阳能光伏发电系统之后，可按下述步骤进行设计：计算负载，确定蓄电池容量，确定太阳能电池方阵容量，选择控制器和逆变器，考虑混合发电的问题等。在进行光伏系统的设计之前，需要了解并获取一些进行计算和选择必需的基本数据：光伏系统现场的地理位置，包括地点、纬度、经度和海拔；该地区的气象资料，包括逐月的太阳能总辐射量、直接辐射量以及散射辐射量；年平均气温和最高、最低气温，最长连续阴雨天数，最大风速以及冰雹、降雪等特殊气象情况等。太阳能光伏发电系统的容量设计容量设计的主要目的就是要计算出系统在全年内能够可靠工作所需的太阳电池组件和蓄电池的数量。同时要注意协调系统工作的最大可靠性和系统成本两者之间的关系，在满足系统工作的最大可靠性基础上尽量减少系统成本。蓄电池设计方法蓄电池的设计思想是保证在太阳光照连续低于平均值的情况下负载仍能可以正常工作。在进行蓄电池设计时，我们需要引入一个不可缺少的参数：自给天数，即系统在没有任何外来能源的情况下负载仍能正常工作的天数。这个参数让系统设计者能够选择所需使用的蓄电池容量大小。一般来讲，自给天数的确定与两个因素有关：负载对电源的要求程度；光伏系统安装地点的气象条件，即最大续阴雨天数。通常可以将光伏系统安装地点的最大续阴雨天数作为系统设计中使用的自给天数，但还要综合考虑负冬季存储量要远远大于阴雨天的存储量，造成蓄电池的设计容量和投资都加大。选择了最佳倾角太阳能电池方阵面上的冬夏季辐射量之差就会变小，蓄电池的容量也可以减少，系统造价降低，设计更为合理。如果不用计算机进行倾角优化设计，也可以根据当地纬度由下列关系粗略确定固定太阳能电池方阵的倾角：纬度0°~25°，倾角等于纬度；纬度26°~400°，倾角等于纬度加5°~10°；纬度41°~550，倾角等于纬度加10°~15°；纬度>55°，倾角等于纬度加15°~20°。太阳能电池方阵平面上的辐射量射量计算一般来讲，太阳能电池方阵面上的辐射量要比水平面的辐射量高5%一15%不等；纬度越高，倾斜面比水平面增加的辐射量越大。最后要将辐射量换算成每日的峰值日照。换算公式如下：峰值日照小时数=辐射量(cal/)0.0116。其中，峰值日照定义为：1cal=4.1868J=4.1868Ws；100mW/=0.1W/。太阳能电池方阵前后间距的计算当光伏电站功率较大时，需要前后排布置太阳能电池方阵。当太阳能电池方阵附近有高大建筑物或树木时，需要计算建筑物或前排方阵的阴影，以确定方阵间的距离或太阳能电池方阵与建筑物的距离。一般的确定原则为：冬至当天早9：00至下午3：00，太阳能电池方阵不应被遮挡。计算公式如下：光伏方阵间距或可能遮挡物与方阵底边的垂直距离应不小于D；式中：纬度（在北半球为正、在南半球为负）；H光伏方阵或遮挡物与可能被遮挡组件底边的高度差。控制器控制器的最主要的功能就是通过检测蓄电池的电压或荷电状态，判断蓄电池是否已经达到过充点或过放点，并根据检测结果发出继续充、放电或终止充、放电的指令。控制器的功能除了监测判断是否继续充放电，为了保护系统正常运行还要对充放电过程进行保护。利用太阳能电池自身的光敏特性就可以实现光控功能。控制器的几个重要指标控制器除应具有防蓄电池过充功能、过放功能、防负载短路的功能外，还有以下的几个重要指标。(1)控制器本身自耗电要低。特别是在小系统的应用中成为一个重要指标，世界通行的标准是自耗电流小于额定工作电流的1%，因此电路的设计与低功耗器件的选择非常重要。(2)回路压降要低。世界通行的标准是回路压降应小于系统电压的5%，这跟电路的设计与开关器件的选择密切相关。(3)放PV组件或蓄电池反接保护。可在蓄电池负极端与蓄电池正极相串联的熔断器间并接一大功率二极管。(4)防反充保护。在太阳电池正极输入端串接防反充二极管或者其他开关方式防蓄电池电流倒流。(5)防雷击保护。PV系统若安装在易遭雷击的地方时可在控制器输入端并接压敏电阻或增设其它防雷措施。逆变器逆变器按输出类型，又分为电压型逆变器和电流型逆变器。电压型逆变器一般需要在直流侧接有平波电容，根据器件的开关动作，输出一连串的方波电压，方波的幅值箝位在直流电压上，逆变器是个电压源。该逆变器以对角线Q1和Q4、对角线Q2和Q3构成两组联动开关，两组开关交替开通，其结果是在负载端输出分别为正负的方波电压。以单相电压型逆变器为例，其主电路结构如图3-6所示，具体器件的开关顺序选择，根据控制目的的不同为存在多种控制方式，如方波逆变控制、正弦波PWM逆变控制等。图3-6单相全桥电压型逆变器的主电路逆变器的几个重要指标(1)要有较高的逆变效率大功率逆变器在满载时，效率必须在90%或95%以上。中小功率的逆变器在满载时也应在85%或者90%以上。这里电路的设计与器件的选择以及系统负载的匹配性好坏对逆变器效率有较大的影响。(2)要有较高的可靠性和可恢复性目前光伏发电系统主要用于边远地区，多电站无人值守和维护，这就要求逆变电源具备一定的抗干扰能力、环境适应能力、瞬时过载能力以及各种保护功能，如输入直流极性接反保护，交流输出短路保护，过热、过载保护等。(3)要求直流输入电压有较宽的适应范围太阳电池的端电压随负载和日照强度而变化，蓄电池虽对太阳电池的电压具有钳位作用，但蓄电池的电压随蓄电池剩余容量和内阻的变化而波动，特别是蓄电池老化时其端电压的变化范围很大，如12V蓄电池，其端电压可在11~17V之间变化，这就要逆变电源必须在较大的直流输入电压范围内保持正常工作，并保证交流输出电压的稳定。(4)在中、大容量的光伏发电系统中，逆变电源的输出应为失真度较小的正弦波。这是由于在中、大容量系统中，若采用方波供电，则输出将含有较多的谐波分量，高次谐波将产生附加损耗，许多光伏发电系统的负载为通信或仪表设备，这些设备对电网品质有较高的要求。另外，当中、大容量的光伏发电系统并网运行时，为避免对公共电网的电力污染，也要求逆变器电源输出正弦波电流，并且“孤岛”检测保护相应快、可靠性好。以上几条是作为逆变电源设计与采购的主要依据，也是评价逆变电源技术性能的重要指标，应高度重视。线路设计逆变器输出的220VAC电能通过低压架空线路送到终端用户。导线采用220VLJ型铝导线，导线截面积满足用户负荷要求。本设计方案主干线选用25平方毫米钢芯铝绞线，分支线路采用6平方毫米单芯铝线。在线路两端架设7米高水泥杆，杆与杆之间距离为50米，杆头选用镀锌角铁横担，并配套绝缘瓷座。供电半径200米以内，要求远端压降不得高于5%。入户后每户设有一个配电盘，内设保险，开关及插座。如果使用埋地电缆则应选用恺装VV22型聚氯乙烯电缆，线径6平方毫米，穿墙必须使用穿线管保护，在电站输出端安装电能计量装置。光伏系统的其它硬件设计光伏系统设计中除了蓄电池容量和太阳电池组件大小设计之外，还要考虑如何选择合适的系统设备，及如何选择合乎系统需要的太阳电池组件、蓄电池、逆变器、控制器、电缆、组件支架、汇线盒、柴油机/汽油机、风力发电机(风光互补系统)，对于大型太阳能光伏供电站，还包括输配电工程部件，如变压器、避雷针、负荷开关、空气断路器、交直流配电柜，以及系统的基础建设、控制机房的建设和输配电建设、接地和防雷设计等问题。上述各种设备的选取需要综合考虑系统所在地的实际情况、系统的规模、客户的要求等因素。根据基本原理，在此基础上设计出一款符合项目要求的光伏系统，该系统具有以下特点：1系统简单，容易实现，成本也比较低。2用体积小、功能全、价格便宜而且使用ATMEGA系列单片机作为控制芯片，从而简化了控制器电路设计，同时提高了系统的性价比。3控制器具有防过充、防反充、短路保护、温度补偿等保护功能。4逆变器采用高频逆变，全桥逆变电路和正弦波调制方式，输出的电能质量较好，带动负载能力较强。独立光伏系统设计方法1影响设计的诸多因素太阳照在地面太阳能电池方阵上的辐射光的光谱、光强受到大气层厚度（即大气质量）、地理位置、所在地的气候和气象、地形地物等的影响，其能量在一日、一月和一年内都有很大的变化，甚至各年之间的每年总辐射量也有较大的差别。太阳能电池方阵的光电转换效率，受到电池本身的温度、太阳光强和蓄电池电压浮动的影响，而这三者在一天内都会发生变化，所以太阳能电池方阵的光电转换效率也是变量。蓄电池组也是工作在浮充电状态下的，其电压随方阵发电量和负载用电量的变化而变化。蓄电池提供的能量还受环境温度的影响。太阳能电池充放电控制器由电子元器件制造而成，它本身也需要耗能，而使用的元器件的性能、质量等也关系到耗能的大小，从而影响到充电的效率等。负载的用电情况，也视用途而定，如通信中继站、无人气象站等，有固定的设备耗电量。而有些设备如灯塔、航标灯、民用照明及生活用电等设备，用电量是经常有变化的。因此，太阳能电源系统的设计，需要考虑的因素多而复杂。特点是：所用的数据大多为以前统计的数据，各个统计出数据的测量以及数据的选择是重要的。设计者的任务是：在太阳能电池方阵所处的环境条件下（即现场的地理位置、太阳辐射能、气候、气象、地形和地物等），设计的太阳能电池方阵及蓄电池电源系统既要讲究经济效益，又要保证系统的高可靠性。某特定地点的太阳辐射能量数据，以气象台提供的资料为依据，供设计太阳能电池方阵用。这些气象数据需取积累几年甚至几十年的平均值。地球上各地区受太阳光照射及辐射能变化的周期为一天24h。处在某一地区的太阳能电池方阵的发电量也有24h的周期性的变化，其规律与太阳照在该地区辐射的变化规律相同。但是天气的变化将影响方阵的发电量。如果有几天连续阴雨天，方阵就几乎不能发电，只能靠蓄电池来供电，而蓄电池深度放电后又需尽快地将其补充好。设计者多数以气象台提供的太阳每天总的辐射能量或每年的日照时数的平均值作为设计的主要数据。由于一个地区各年的数据不相同，为可靠起见应取近十年内的最小数据。根据负载的耗电情况，在日照和无日照时，均需用蓄电池供电。气象台提供的太阳能总辐射量或总日照时数对决定蓄电池的容量大小是不可缺少的数据。对太阳能电池方阵而言，负载应包括系统中所有耗电装置（除用电器外还有蓄电池及线路、控制器等）的耗量。方阵的输出功率与组件串并联的数量有关，串联是为了获得所需要的工作电压，并联是为了获得所需要的工作电流，适当数量的组件经过串并联即组成所需要的太阳能电池方阵。2蓄电池组容量设计太阳能电池电源系统的储能装置主要是蓄电池。与太阳能电池方阵配套的蓄电池通常工作在浮充的状态下，其电压随方阵发电量和负载用电量的变化而变化。它的容量比负载所需的电量大得多。蓄电池提供的能量还受环境温度的影响。为了与太阳能电池匹配，要求蓄电池工作寿命长且应维护简单。（1）蓄电池的选用能够和太阳能电池配套使用的蓄电池种类很多，目前广泛采用的有铅酸免维护蓄电池、普通铅酸蓄电池和碱性镍镉蓄电池三种。国内目前主要使用铅酸免维护蓄电池，因为其固有的“免”维护特性及对环境较少污染的特点，很适合用于性能可靠的太阳能电源系统，特别是无人值守的工作站。普通铅酸蓄电池由于需要经常维护及其环境污染较大，所以主要适于有维护能力或低档场合使用。碱性镍镉蓄电池虽然有较好的低温、过充、过放性能，但由于其价格较高，仅适用于较为特殊的场合。（2）蓄电池组容量的计算蓄电池的容量对保证连续供电是很重要的。在一年内，方阵发电量各月份有很大差别。方阵的发电量在不能满足用电需要的月份，要靠蓄电池的电能给以补足；在超过用电需要的月份，是靠蓄电池将多余的电能储存起来。所以方阵发电量的不足和过剩值，是确定蓄电池容量的依据之一。同样，连续阴雨天气期间的负载用电也必须从蓄电池取得。所以，这期间的耗电量也是确定蓄电池容量的因素之一。因此，蓄电池的容量BC计算公式为：BC=A×QL×NL×TO／CCAh(1)式中：A为安全系数，取1.1～1.4之间；QL为负载日平均耗电量，为工作电流乘以日工作小时数；NL为最长连续阴雨天数；TO为温度修正系数，一般在0℃以上取1，－10℃以上取1.1，－10℃以下取1.2；CC为蓄电池放电深度，一般铅酸蓄电池取0.753太阳能电池方阵设计（1）太阳能电池组件串联数Ns将太阳能电池组件按一定数目串联起来，就可获得所需要的工作电压，但是，太阳能电池组件的串联数必须适当。串联数太少，串联电压低于蓄电池浮充电压，方阵就不能对蓄电池充电。如果串联数太多使输出电压远高于浮充电压时，充电电流也不会有明显的增加。因此，只有当太阳能电池组件的串联电压等于合适的浮充电压时，才能达到最佳的充电状态。计算方法如下：Ns=UR/Uoc=（Uf＋UD＋Uc）/Uoc（2）式中：UR为太阳能电池方阵输出最小电压；Uoc为太阳能电池组件的最佳工作电压；Uf为蓄电池浮充电压；UD为二极管压降，一般取0.7V；UC为其它因数引起的压降。蓄电池的浮充电压和所选蓄电池参数有关，应等于在最低温度下所选蓄电池单体的最大工作电压乘以串联的电池数。（2）太阳能电池组件并联数Np在确定NP之前，我们先确定其相关量的计算方法。①将太阳能电池方阵安装地点的太阳能日辐射量Ht，转换成在标准光强下的平均日辐射时数H：H=Ht×2.778／10000h（3）式中：2.778／10000（h·㎡/kJ）为将日辐射量换算为标准光强（1000W/㎡）下的平均日辐射时数的系数。②太阳能电池组件日发电量QpQp=Ioc×H×Kop×CzAh(4)式中：Ioc为太阳能电池组件最佳工作电流；Kop为斜面修正系数（参照表1）；Cz为修正系数，主要为组合、衰减、灰尘、充电效率等的损失，一般取0.8。③两组最长连续阴雨天之间的最短间隔天数Nw，此数据为本设计之独特之处，主要考虑要在此段时间内将亏损的蓄电池电量补充起来，需补充的蓄电池容量Bcb为：Bcb=A×QL×NLAh(5)④太阳能电池组件并联数Np的计算方法为：Np=（Bcb＋Nw×QL）/（Qp×Nw）(6)式（6）的表达意为：并联的太阳能电池组组数，在两组连续阴雨天之间的最短间隔天数内所发电量，不仅供负载使用，还需补足蓄电池在最长连续阴雨天内所亏损电量。(3)太阳能电池方阵的功率计算根据太阳能电池组件的串并联数，即可得出所需太阳能电池方阵的功率P：P=Po×Ns×NpW（7）式中：Po为太阳能电池组件的额定功率。类别包含地区年累计日射量（MJ/㎡）Ⅰ宁夏北部、甘肃北部、新疆东部、青海及西藏西部地区6600～8400Ⅱ河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部、新疆南部等地区5850～6600Ⅲ山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部等地5000～5850Ⅳ湖南、湖北、陕西南部、、江西、浙江、福建北部、广西、广东北部、安徽南部、黑龙江等地4200～5000Ⅴ四川大部分、贵州、重庆等地3350～4200表1太阳能家用说明太阳能电池是基于半导体的光伏效应将太阳辐射直接转换为电能的半导体器件。现在商品化的太阳能电池主要有以下几种类型：单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池，目前还有碲华镉电池、铜铟硒电池、纳米氧化钛敏化电池、多晶硅薄膜太阳能电池及有机太阳能电池等。

晶体硅（单晶、多晶）太阳能电池需要高纯度的硅原料，一般要求纯度至少是99.99998%，也就是一千万个硅原子中最多允许2个杂质原子存在。硅材料是用二氧化硅（SiO2，也就是我们所熟悉的沙子）作为原料，将其熔化并除去杂质就可制取粗级硅。从二氧化硅到太阳能电池片，涉及多个生产工艺和过程，一般大致分为：二氧化硅—>冶金级硅—>高纯三氯氢硅—>高纯度多晶硅—>单晶硅棒或多晶硅锭—>硅片—>太阳能电池片。什么是单晶硅太阳能电池板单晶硅太阳能电池片主要是使用单晶硅来制造，与其他种类的太阳能电池片相比，单晶硅电池片的转换效率最高。在初期，单晶硅太阳能电池片占领绝大部份市场份额，在1998年后才退居多晶硅之后，市场份额占据第二。由于近几年多晶硅原料紧缺，在2004年之后，单晶硅的市场份额又略有上升，现在市面上看到的电池有单晶硅居多。单晶硅太阳能电池片的硅结晶体非常完美，其光学、电性能及力学性能都非常的均匀一致，电池的颜色多为黑色或深色，特别适合切割成小片制作成小型的消费产品。单晶硅电池片在实验室实现的转换效率为24.7%.普通商品化的转换效率为10%-18%。单晶硅太阳能电池片因为制作工艺问题，一般其半成硅锭为圆柱进，然后经过切片->清洗->扩散制结->去除背极->制作电极->腐蚀周边->蒸镀减反射膜等工蕊制成成品。一般单晶硅太阳能电池四个角为圆角。单晶硅太阳能电池片的厚度一般为200uM-350uM厚，现在的生产趋势是向超薄及高效方向发展，德国太阳能电池片厂家已经证实40uM厚的单晶硅可达到20%的转换效率。什么是多晶硅太阳能电池板在制作多晶硅太阳能电池时，作为原料的高纯硅不是再提纯成单晶，而是熔化浇铸成正方形的硅锭，然后再加工单晶硅一样切成薄片和进行类似的加工。多晶硅从其表面很容易进行辨认，硅片是由大量不同大小的结晶区域组成（表面有晶体结晶状），其发电机制与单晶相同，但由于硅片由多个不同大小、不同取向的晶粒组在，其晶粒界面处光电转换易受到干扰，因而多晶硅的转换效率相对较低，同时，多晶硅的光学、电性能及力学性能一致性没有单晶硅太阳能电池好。多晶硅太阳能电池实验室最高效率达到20.3%,商品化的一般为10%-16%，多晶硅太阳能电池是正方形片，在制作太阳能组件时有最高的填充率，产品相对也比较美观。多晶硅太阳能电池片的厚度一般为220uM-300uM厚，有些厂家已有生产180uM厚的太阳能电池片，并且向薄发展，更以节约昂贵的硅材料。怎么区分单晶硅和多晶硅多晶片是直角的正方形或长方形，单晶的四个角有接近圆形的倒角，一块组件中间有金钱形窟窿的就是单晶，一眼就能看出来太阳能电池组件分类及制作方法因为太阳能电池的厚度非常薄，所以其本身易破碎，易被腐蚀，果直接暴露在大气中，其转换效率会因环境的影响而下降，甚至失效；晶体硅太阳能电池单片的工作电压一般为0.5V左右，为达到所需电压及电流的太阳能电池组件，都会先进行相应的串联、并联太阳能电池片，然后经过胶封、层压等方式进行封装成平板式结构再投入使用。太阳能电池的封装一般有以下几种方式：环氧树脂胶封太阳能电池组件、有机硅胶封太阳能电池组件、钢化玻璃层压封闭太阳能电池组件，而小店采用的封装方式正是钢化玻璃层压封闭太阳能电池组件。1环氧树脂胶封太阳能电池组件（滴胶板）环氧树脂封装太阳能电池组件工艺简单、材料成本低，在小型组件封闭上使用较多，一些消费类产品及小型灯具上面使用的都为此种组件。但环氧树脂抗热、氧老化、抗紫外线老化的性能相对较差。树脂容易发黄，使用时间一般为一年半至两年左右。一般3W以下功率的太阳能板才会使用这种封装2有机硅胶封太阳能电池有机硅胶是一种特殊结构的封装材料，它具有耐高温、耐低温、耐老化、耐紫外线、抗氧化、电绝缘等特性。有机硅胶是弹性机，在外力作用下具有变形能力，硅片在经受热胀冷缩时不会损坏，不过耐冲击能力差，在封装时，表层需盖钢化玻璃进么保护。其封装流程与环氧树脂接近，只需增加粘合玻璃的工序。经过此封装太阳能板使用时间可达到8年左右。3超白钢化玻璃层压封装（层压板）大功率的太阳能电池组件一般都使用此方式进行封装，此种封装的材料为：超白钢化低铁玻璃、抗紫外线EVA、耐酸、碱的TPT，以过以下步骤：激光切片—>焊接负极—>焊接正极（将电池片焊接成串）—>层叠（玻璃-EVA-太阳能电池-EVA-TPT）—>中测—>压层—>固化—>装铝合金边框、接线盒—>终测。此封装制作太阳能板一般使用寿命可达15年以后，有的甚至达到25年。层压太阳能板使用了铝合金边框，可以方便的进行组合，增容等，一般使用于大型的户用电源及发电站。太阳能发电系统的组成太阳能发电系统主要包括：太阳能电池组件、控制器、蓄电池、逆变器、负载等组成。其中，太阳能电池组件和蓄电池为电源系统，控制器和逆变器为控制保护系统，负载为系统终端。如图所示：1太阳能电池组件太阳能电池组件是发电系统中的核心部分，其作用是将太阳的辐射能直接转换为直流电，供负载使用或存贮于蓄电池内备用。一般根据用户需要，将若干太阳能电池板按一定方式连接，组成太阳能电池方阵（阵列），再配上适当的支架及接线盒组成太阳能电池组件。电池板的种类及特点

类型项目单晶硅多晶硅非晶硅转换效率12~18%10~16%6~8%使用寿命15~20年15~20年5~10年平均价格昂贵较贵较便宜稳定性好好差（会衰减）颜色黑色、深蓝深蓝晶体状棕主要优点转换效率高、工作稳定，体积小。工作稳定，成本低。使用广泛。价低，弱光性好，多数用于计算器，电子表等主要缺点成本高转换效率较低转换效率最低，会衰减。相同功率的面积比晶体硅大一倍以上。

2充电控制器在太阳能发电系统中，充电控制器的基本作用是为蓄电池提供最佳的充电电流和电压，快速、平稳、高效的为蓄电池充电，并在充电过程中减少损耗、尽量延长蓄电池的使用寿命；同时保护蓄电池，避免过充电和过放电现象的发生。高级的控制器可以同时记录并显示系统各种重要数据，如充电电流、电压等。控制器主要功能如下：1）过充保护避免蓄电池因充电电压过高而造成损坏。2）过放保护避免蓄电池因放电到过低的电压而损坏。3）防反接功能避免蓄电池及太阳能电池板因正负极接反而不能使用甚至酿成事故。4）防雷击功能避免因雷击而损坏整个系统。5）温度补偿主要针对温差大的地方，保证蓄电池处于最佳的充电效果。6）定时功能控制负载的工作时间，避免能源浪费。7）过流保护当负载过大或短路时，自动切断负载，保证系统的安全运。8）过热保护当系统工作温度过高时，自动停止给负载供电，故障排除后，自动恢复正常工作。9）自动识别电压对于不同的系统工作电压，自动识别，无须另外设置。3．蓄电池蓄电池作用是将太阳能电池方阵发出直流电贮存起来,供负载使用。在光伏发电系统中,蓄电池处于浮充放电状态。白天太阳能电池方阵给蓄电池充电,同时方阵还给负载用电,晚上负载用电全部由蓄电池供给。因此,要求蓄电池的自放电要小,而且充电效率要高,同时还要考虑价格和使用是否方便等因素。蓄电池的种类及特点类别项目锂电池镍镉电池镍氢电池免维护铅酸电池胶体普通酸液充放电特性

无记忆效应,使用时间长,重复充电可达1200次以上。2小时的急速充电可以重复500次以上充放电,但是记忆效应明显,使用一定时间后,需完全放电后,才可充电。没有明显的记忆效应,随充随用，可以重复500次以上充电。1.2小时的急速充电。耐深放电,亏电状态下恢复能为极好,不会因若干次亏电而失去容量.寿命长,可达10年.若干次亏电而失去容量,易使电池报废.使用寿命一般为2~3年.容量

同等容量的锂电池重量比镍电池要轻50%,单体电压为3.6V单体电压为1.2V.容量在200mAh~14000mAh单体电压为1.2V,容量是同体积的镍镉电池的1.5~2倍单体电压有2V,6V,12V,容量5.5Ah~180Ah,2V可达3000AH单体电压有2V,6V,12V,容量5AH~200Ah,2V可达3000Ah适用范围移动通信、报警系统、仪器仪表、日用品等。太阳能系统、UPS、通信设备（2V）电动车、发电、数据工程等4逆变器绝大多数用电器，如日光灯、电视机、电冰箱、电风扇和绝大多数动力机械等都是以交流电工作，要想这类用电器能正常工作，太阳能发电系统需要将直流电变换成交流电，具有这种功能的电力电子设备称作逆变器。逆变器还具有自动稳压功能，可改善光伏发电系统的供电质量。逆变器种类及特点 种类特点方波逆变器修正波逆变器正弦波逆变器交流电压波形方波阶梯波正弦波优点线路简单，价格便宜，维修方便。比方波有明显改善、高次谐波含量减少，当阶梯达到17个以上时输出波形可实现准正弦波，当采用无变压器输出时，整机效率很高。输出波形好、失真度很低，对收音机及通信设备干扰小、噪声低，此外还有保护功能齐全，整机性能高等优点缺点高次谐波多，损耗大，噪声大，对收音机及通信设备干扰大。线路比较复杂，对收音机和某些通信设备仍有一些高频干扰。线路相对复杂、对维修技术要求高、价格较昂贵。

5太阳能光伏发电需考虑的几个因素太阳能光伏发电需要综合考虑各种因素，只有掌握了准确的资料后，才能确定电池板的安装方式、最低功率、规格（太阳能电池板每天的有效发电量必须太于负载的用电量）及蓄电池的容量、性能及控制方式。使产品达到最佳性价比。如果对相关因素的估算失误，就会直接影响到独立光伏发电系统性能和造价。（1）现场的地理位置.。包括：地点、纬度、经度、海拔等。（2）安装地点的气象条件。包括：逐月太阳能总辐射量，直接辐射量（或日照百分比），年平均气温，最长连续阴雨天数，最大风速及冰雹、降雪等特殊气象情况。（3）最大负载量。包括：负载每天工作时间及平均耗电量，连续阴雨天需工作的时间。（4）负载用电特性。由于太阳能电池阵列输出的电流是直流，如果负载是交流的话，需要经过逆变器的转换，才能正常工作，这样太阳能最终供给负载的能量损耗就增大，从而所需太阳能电池就会增大，导致太阳能供电系统造价增大。（5）交流负载对电源的要求。交流负载除了需要更大的太阳能电池板外，对逆变器的要求也会因负载的不同而不同。一般来讲纯电阻性质的负载例如电热丝，对逆变器要求不高，可用普通的修正波逆变器。而电视、电动机对电源要求相对要高，需要的逆变器功率及输出特性都要高，需用大功率的正弦波的逆变器，才能保证负载能正常工作，不受干扰。负载要求不同，造价也不同。（6）使用限制。由于部分国家和地区，对蓄电池有特定的环保要求，特别是镍镉电池在欧美国家受到严格限制，还有铅酸电池在运输方面也会受到限制，这些因素都将导致太阳能光电产品的造价增大。6太阳能光电产品的一般要求（1）防水、防雹、防风。一般太阳能电池板采用钢化玻璃封装，外框用铝合金封装，能有效抵御冰雹袭击，安装用金属支架固定，能抵御10级以上大风。（2）防晒、防冻。一般有通风、散热窗子，以利于蓄电池散热。对于冬季特别寒冷地区，蓄电池采用防凝固的胶体电池。（3）控制保护为了最大限度延长电池板及蓄电池的使用寿命，一般都有防反充、过充、过放保护电路控制，避免损坏电池板及蓄电池过早的老化。（4）零件选择由于太阳能光电产品使用环境不同，温度相差较大，因此要求零件的工作温度范围要宽。（5）维护太阳电池发电系统没有活动部件，不容易损坏，其维护也非常简便。不过也需做定期维护，否则可能影响正常使用，甚至缩短使用寿命。

一般来说，太阳电池板方阵倾角应超过30度，所有灰尘可由雨水冲刷而自行清洁，在风沙较大地区，应当经常清除灰尘，保持方阵表面的干净，以免影响发电量。清洁时可拭去灰尘，有条件时可用清水清洗，再用干净抹布擦干。切勿用腐蚀性溶剂或硬物冲洗擦拭。定期检查所有安装部件的紧固程度。遇到冰雹、狂风、暴雨等异常天气，应及时采用保护措施。经常检查蓄电池的充放电情况，随时观察电极或接线是否有腐蚀或接触不良之处。在一些简单的系统中应根据蓄能情况，控制用电量，防止蓄电池因过放电而损坏。发现有异常情况应当立即检查、维修。7太阳能光电产品应用需明确的问题1．太阳能电池峰值功率普遍存在的一个问题就是：认为只要有阳光就可以输出额定功率，100WP的峰值功率，如果在普通光照条件下，照射10小时，就可发电1000WH，也就是1度电，其实太阳能峰值功率WP是在标准条件下：辐射强度1000W/m2，大气质量AM1.5，电池温度25℃条件下，太阳能电池的输出功率。（这个条件大约和我们平时晴天中午前后的太阳光照条件差不多）按广东地区的光照条件，折算成标准光照时间大约为3.3~3.5小时。在阴雨天，太阳电池也可以产生一定的能量，它的功率大约在额定功率的5-15%2．太阳能发电损耗通常误认为：太阳能电池组件每天输出的电量会被负载全部利用。实际上，太阳能电池组件安装存在相当大的损耗，大约在15~20%，充电、放电过程中，损耗在20%左右，如果有逆变