太陽能光伏發(fā)電及其應用考試要點太陽能光伏發(fā)電及其應用考試要點1考試方式：1.閉卷自帶紙張2.考試時間12月13日（下周五上課時間）考試方式：1.閉卷自帶紙張2第一章概述1.太陽能應用意義及背景2.太陽能的分布第一章概述1.太陽能應用意義及背景3與輻射量有關的幾個物理量1.輻照強度2.輻照度3.太陽高度角4.太陽方位角與輻射量有關的幾個物理量1.輻照強度41.輻照強度度量太陽輻射強度的物理量。它的物理意義是：在單位時間內(nèi)，垂直投射在地球某一單位面積上的太陽輻射能量，通常用W/m2或Kw/m2表示1.輻照強度度量太陽輻射強度的物理量。52.輻照度度量太陽輻射量大小的物理量。它的物理意義是：在規(guī)定時間內(nèi)，投射在地球某一單位面積上太陽輻射能的量值，通常用Kw.h/m22.輻照度度量太陽輻射量大小的物理量。6（3）太陽高度角簡稱太陽高度(其實是角度)對于地球上的某個地點，太陽高度是指太陽光的入射方向和地平面之間的夾角.太陽高度是決定地球表面獲得太陽熱能數(shù)量的最重要的因素。（3）太陽高度角簡稱太陽高度(其實是角度)對于地球上的某個地7夏至日，太陽直射北回歸線。觀測地地理緯度用L表示

，H＝90°－(L－23°27’)；此時刻，對于北半球而言夏至日，太陽直射北回歸線。觀測地地理緯度用L表示，H＝908南北東太陽方位角即太陽所在的方位，指太陽光線在地平面上的投影與當?shù)刈游缇€的夾角，可近似地看作是豎立在地面上的直線在陽光下的陰影與正南方的夾角。經(jīng)線方位角以正南方向為零，由南向東向北為負，由南向西向北為正，如太陽在正東方，方位角為負90°，在正西方時方位角為90°。4.太陽方位角南北東太陽方位角即太陽所在的方位，指太陽光線在地平面上的投影9太陽能的轉換和利用方式有：（1）光-熱轉換（2）光-化學轉換（3）光-電轉換1.2太陽能利用的現(xiàn)狀及發(fā)展光伏發(fā)電光熱伏發(fā)電太陽灶太陽能干燥器太陽能熱水器太陽能的轉換和利用方式有：1.2太陽能利用的現(xiàn)狀及發(fā)展光10太陽能熱發(fā)電，也叫聚焦型太陽能熱發(fā)電（ConcentratingSolarPower，簡稱CSP），

它們是通過聚集將太陽能直射光聚集起來，加熱工質，產(chǎn)生高溫高壓的蒸汽，蒸汽驅動汽輪機發(fā)電。

光熱伏發(fā)電的原理太陽能熱發(fā)電，也叫聚焦型太陽能熱發(fā)電（Concentrati11太陽能熱發(fā)電太陽能熱發(fā)電12第二章光伏電池及其特性1.單晶硅光伏電池的工作原理(1)無光照時,PN結的形成(2)PN結受光照后，光伏效應第二章光伏電池及其特性1.單晶硅光伏電池的工作原理(1)13濃度差使多子產(chǎn)生擴散運動

當參與擴散運動的多子數(shù)目和參與漂移運動的少子數(shù)目相同時，達到動態(tài)平衡，就形成了PN結。內(nèi)電場使少子產(chǎn)生漂移運動內(nèi)電場(1)無光照時,PN結的形成采用不同的摻雜工藝，將P型半導體與N型半導體制作在同一硅片上，在它們的交界面處就會形成PN結濃度差使多子產(chǎn)生擴散運動當參與擴散運動的多14太陽電池發(fā)電原理示意圖(2)PN結受光照后，光伏效應半導體吸收光能產(chǎn)生帶正電和負電的粒子（空穴和電子），在內(nèi)建電場作用下，電子（－）朝N型半導體匯集，而空穴（＋）則朝P型半導體匯集。如果外電路處于開路狀態(tài)，那么這些光生電子和空穴積累在pn結附近，使p區(qū)獲得附加正電荷，n區(qū)獲得附加負電荷，這樣在pn結上產(chǎn)生一個光生電動勢。電流方向內(nèi)建電場太陽電池發(fā)電原理示意圖(2)PN結受光照后，光伏效應半導體15IdlightIdNP一般等效電路圖問題1：為什么可把光伏電池看成一個電流源和一個硅二極管的復合體?NP內(nèi)建電場下電極上電極-+-+++++----2.載流子的匯聚會在PN結內(nèi)產(chǎn)生一個與原內(nèi)建電場方向相反的附加電場，在一定程度上降低了原內(nèi)建電場。相當與PN節(jié)的正向偏置，多數(shù)載流子的擴散產(chǎn)生一個向下的暗電流。電流1.少數(shù)載流子的漂移產(chǎn)生電流；2.畫出光伏電池的等效電路，并說明其中各個符號代表的含義。IdlightIdNP一般等效電路圖問題1：為什么可把光伏電161.等效電路中符號的說明光伏電池的等效電路圖1.Rs為串聯(lián)電阻

主要是由于半導體材料的體電阻、金屬電極與半導體材料的接觸電阻、擴散層橫向電阻以及金屬電極本身的電阻。一般小于1Ω.

負載loadPhoticadj.光的,與光有關的外接負載電阻暗電流1.等效電路中符號的說明光伏電池的等效電路圖1.Rs為串聯(lián)17等效電路中符號的說明負載loadPhoticadj.光的,與光有關的由于由于電池表面污染、半導體晶體缺陷引起的邊緣漏電，使一部分本應通過負載的電流短路，這種作用的大小可用一并聯(lián)電阻RSh來等效，一般為幾千歐。漏電流越小，并聯(lián)電阻也就越大。光伏電池的等效電路圖外接負載電阻旁路電阻暗電流2.Rsh為旁路電阻。等效電路中符號的說明負載loadPhoticadj.光18通常稱為太陽電池的伏安特性曲線，也稱I-V特性曲線。負載R兩端的電壓U電流I關系曲線3.如何獲得光伏電池的伏安特性曲線，并說明開路電壓和短路電流大小。通常稱為太陽電池的伏安特性曲線，也稱I-V特性曲線。負載R兩19伏安特性曲線的測量過程L（1）調(diào)節(jié)負載電阻RL，足夠小，測短路電流Ιsc(shortcircuitcurrent).(2)調(diào)節(jié)負載電阻RL，足夠大，測開路電壓（opencircuit

voltage）。（3）不斷調(diào)節(jié)負載電阻RL，把光伏電池的輸出電壓和電流繪制下來就可以得到伏安特性曲線。實際上，通常并不是通過計算，而是通過實驗測試的方法來得到。伏安特性曲線的測量過程L（1）調(diào)節(jié)負載電阻RL，足夠小，測短201.太陽電池的開路電壓Uoc與電池面積大小無關，一般單晶硅太陽電池的開路電壓約為450~600mV，最高可達700mV左右。2.太陽電池的短路電流Isc與太陽電池的面積大小有關，面積越大，Isc越大，一般1cm2的單晶硅太陽電池Isc=16~30mA。1.太陽電池的開路電壓Uoc與電池面積大小無關，一般單晶硅太214.AM(airmass)空氣質量或大氣質量定義：太陽光透過大氣層所通過的路程與大氣鉛直厚度之比,此圖中為1/sinθ.θ4.AM(airmass)空氣質量或大氣質量定義：太22第三章光伏電池的分類一、太陽能電池的種類二、硅太陽能電池三、化合物半導體四、有機太陽能電池五、光化學太陽能電池第三章光伏電池的分類一、太陽能電池的種類231按照所用材料的不同，太陽能電池的分類？無機太陽能電池半導體硅(單晶、多晶、非晶、微晶、復合型等）化合物半導體（GaAs、CuInSe2、CdTe、InP等）有機太陽能電池有機半導體（酞菁鋅、聚苯胺、聚對苯乙炔等）光化學太陽能電池（納米TiO2等）有時也歸類于有機太陽能電池1按照所用材料的不同，太陽能電池的分類？無機太陽能電池242.最具廣泛應用潛力的三種薄膜材料非晶SiCIGS（CuInGaSe）碲化鎘（CdTe）2.最具廣泛應用潛力的三種薄膜材料非晶Si251.獨立型光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成部分以及各部分基本功能？

第四章光伏發(fā)電系統(tǒng)1.獨立型光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成部分以及各部分基本功能？26光伏發(fā)電系統(tǒng)的構成一套基本的太陽能發(fā)電系統(tǒng)是由太陽電池板、太陽能控制器、逆變器和蓄電池構成

（1）控制太陽能電池方陣對蓄電池充電以及蓄電池給太陽能逆變器負載供電的自動控制設備。光伏發(fā)電系統(tǒng)的構成一套基本的太陽能發(fā)電系統(tǒng)是由太陽電池板、太27逆變器：在某些場合，需要使用多種電壓的負載時，也要用到DC-DC逆變器，如將24VDC的電能轉換成5VDC的電能。在很多場合，都需要提供220VAC、110VAC的交流電源。由于太陽能的直接輸出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。為能向220VAC的電器提供電能，需要將太陽能發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出的直流電能轉換成交流電能，因此需要使用DC-AC逆變器。alternatingcurrent交流電directcurrent直流電逆變器：在某些場合，需要使用多種電壓的負載時，也要用到DC-28Cell,ModuleandArray2.光伏陣列的基本組合組件陣列/方陣單體（1）太陽能電池單體是光電轉換的最小單元，尺寸一般為4cm2到100cm2不等。太陽能電池單體的工作電壓約為0.5V,工作電流約為20－25mA/cm2,一般不能單獨作為電源使用。Multiple（多個的）cells(about30-36)makeamoduleandseveralmodulesmakeanarray(panel)Cell,ModuleandArray2.光伏陣列的2936個電池片串聯(lián)成的電池組件（2）將太陽能電池單體進行串并聯(lián)封裝后，就成為太陽能電池組件，其功率一般為幾瓦至幾十瓦，是可以單獨作為電源使用的最小單元。36個電池片串聯(lián)成的電池組件（2）將太陽能電池單體進行串并聯(lián)30（3）太陽能電池方陣

太陽能電池組件再經(jīng)過串并聯(lián)組合安裝在支架上，就構成了太陽能電池方陣，可以滿足負載所要求的輸出功率。

（3）太陽能電池方陣太陽能電池組件再經(jīng)過串并聯(lián)組合安裝在支31思考：1.如何構成工作點電壓為350V，電流流量為20A左右的光伏陣列？（A）考慮最大功率點電壓為17.5V，容量為120W的組件，需要多少個，如何連接？（B）如果換成最大功率點電壓為17.5V，容量為75W的組件組件，則情況如何？答案：可選用20個電池板串聯(lián)起來，構成工作點為350V的電壓；需要三串這樣的電池組件并聯(lián)。答案：可選用20個電池板串聯(lián)起來，構成工作點為350V的電壓；需要5串這樣的電池組件并聯(lián)。＋－思考：1.如何構成工作點電壓為350V，電流流量為20A左右323.光伏組件與陣列中的二極管的三個作用（2）若干光伏電池組件串聯(lián)成光伏陣列時，需要在光伏組件兩端并聯(lián)一個旁路二極管。（1）在儲能的蓄電池或者逆變器與光伏陣列之間要串聯(lián)屏蔽二極管。（3）在每串中也要串聯(lián)一個隔離二極管。3.光伏組件與陣列中的二極管的三個作用（2）若干光伏電池組件334.太陽光跟蹤系統(tǒng)太陽跟蹤系統(tǒng)：使太陽