《光伏发电系统安装技能模块》课件-项目一 光伏发电基础知识

1.光伏发电概述光伏发电概述人类利用太阳能的历史可以追溯到人类起源时代。全球气候变暖人类生态环境恶化常规能源资源短缺光伏发电快速进入电力市场光伏发电原理及特点太阳能电池就是一块大面积的p-n结，基于光生伏特效应，将光能转化为电能。转换效率15%左右。太阳能光伏发电原理图1-2太阳能电池的发电原理和结构1-栅线电极；2-减反射膜；3-扩散区；4-基区；5-底电极太阳能光伏发电原理及特点太阳能光伏发电的特点优点分布广—阳光普照大地；无污染—最洁净能源；易接受—建设周期短，简单方便；能源巨大—地表年接受太阳能=130万吨标煤能；长久—永不枯竭，太阳能可维持100亿年，超过地球寿太阳能光伏发电原理及特点太阳能光伏发电的特点缺点分散性—能量密度低；不稳定性—随季节、天气、昼夜变化，并网麻烦；地域依赖性强；效率低、成本高—光电转换效率~15%；1~2元/kW

h。光伏发电系统的组成与应用一太阳能光伏发电系统的组成1.独立太阳能光伏系统的构成图1-3独立太阳能光伏系统构成光伏发电系统的组成与应用独立光伏发电系统目前面临以下三个问题：（1）能量密度和整体利用效率较低，前期投资较大；（2）独立发电系统的储能装置-铅酸蓄电池初始成本高（占25%左右），运行成本也大；（3）供电稳定性、可靠性差。光伏发电系统的组成与应用图1-4户用光伏发电系统独立光伏发电系统目前面临以下三个问题：光伏发电系统的组成与应用一太阳能光伏发电系统的组成并网太阳能光伏发电系统图1-5并网型太阳能光伏发电系统工作原理光伏发电系统的组成与应用一太阳能光伏发电系统的组成2.并网太阳能光伏发电系统图1-5并网型太阳能光伏发电系统光伏发电系统的组成与应用到2050年中国的光伏装机将达到2000GW，年发电量达2600TWh，占全国总发电量的26%。随着现代工艺技术的进步，光伏发电的转换效率将逐年提高，发电成本将会大幅度下降，以至于光伏发电的价格在一定程度上会低于常规电价。根据规划预测2.离网光伏发电系统离网光伏发电系统1定义：光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应将光能直接转换为电能的过程.光伏系统按是否与公共电网连接可分为：离网光伏系统(独立光伏系统)并网光伏系统.离网光伏发电系统离网光伏系统就是与公共电网没有连接的发电系统,这种系统一般带有蓄电池、直接接入负载、可独立运行的发电系统。离网光伏发电系统设问：离网式光伏系统由哪些部件组成？离网光伏发电系统2离网光伏系统的结构：一套基本的离网光伏发电系统是由太阳能电池方阵、光伏控制器、储能电池等组成，若要为交流负载供电，还需要配置交流逆变器。离网光伏发电系统离网光伏发电系统3各部件的功能：太阳电池板太阳电池板的作用是将太阳辐射能直接转换成直流电，供负载使用或存贮于蓄电池内备用。离网光伏发电系统3各部件的功能：控制器在太阳发电系统中，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。在不同类型的光伏发电系统中，充电控制器不尽相同，其功能多少及复杂程度差别很大，充电控制器主要由电子元器件、仪表、继电器、开关等组成。离网光伏发电系统3各部件的功能：逆变器：逆变器的作用就是将太阳能电池方阵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。离网光伏发电系统3各部件的功能：蓄电池组：蓄电池组是将太阳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，电池处于浮充放电状态，夏天日照量大，除了供给负载用电外，还对蓄电池充电。在冬天日照量少时，这部分贮存的电能逐步放出。白天太阳能电池方阵给蓄电池充电，同时方阵还要给负载用电，晚上负载用电全部由蓄电池供给。离网光伏发电系统离网光伏发电系统的工作过程如下：白天在太阳光的照射下，太阳能电池组件产生直流电压，把光能转化为电能，再传送给控制器，控制器将一部分电能传送到逆变器，并转换为交流电，对交流负载进行供电，一部分对蓄电池进行充电储存，以供需要时使用。3.并网光伏发电系统并网光伏发电系统1.并网光伏发电系统定义：并网光伏发电系统就是与公共电网相连接，且共同承担供电任务的太阳能光伏发电系统。并网光伏发电系统2.并网光伏发电系统类型：集中式大型并网光伏发电系统并网光伏发电系统分散式中小型并网光伏发电系统所发电能被直接输送到电网上，由电网统一调配向用户供电。投资巨大，建设期长，需要复杂的控制和配电设备，并要占用大片土地，因而受到一定制约。所发的电能直接分配到用户的用电负载上，多余或不足的电力通过连接电网来调节。建设容易，投资不大，许多国家又相继出台了一系列激励政策，因此备受人们青睐，发展迅速，成为了主流。并网光伏发电系统3.常见形式1.有逆流并网光伏发电系统2.无逆流并网光伏发电系统3.有储能装置的并网光伏发电系统4.无储能装置的并网光伏发电系统并网光伏发电系统典型户用并网光伏发电系统主要由太阳能电池方阵、并网逆变器和控制器3大部分构成。1.太阳能电池方阵并网光伏发电系统并网光伏发电系统并网光伏发电系统2.并网逆变器并网逆变器是并网型光伏发电系统的核心部件和技术关键，它不仅可将太阳能电池方阵发出的直流电转换为交流电，并且还可对转换的交流电的频率、电压、电流、相位、有功与无功、同步、电能品质(电压波动、高次谐波)等进行控制。并网光伏发电系统3.太阳能自动跟踪装置在大型并网光伏电站的工程建设中，采用太阳能自动跟踪装置，可使光伏方阵始终保持与太阳光线垂直，消除固定式光伏方阵的余弦损失，使光伏方阵接收更多的太阳辐射能，提高发电量，从而降低发电成本，是一项值得积极推广的技术。并网光伏发电系统太阳能自动跟踪装置双轴跟踪式准双轴跟踪式单轴跟踪式既跟踪太阳方位角又跟踪仰角的跟踪装置。只跟踪方位角不跟踪仰角的跟踪装置。并网光伏发电系统4.并网光伏发电系统工作原理：太阳能电池方阵在太阳光照射下产生直流电，经并网逆变器转换为交流电，供用电负