光伏發(fā)電的認識

光伏發(fā)電的認識一、我國的太陽能資源二、光伏系統(tǒng)的組成三、光伏發(fā)電原理四、電池板的分類五、安裝過程六、預計年發(fā)電量七、國外工程圖片一、我國的太陽能資源我國太陽能資源我國太陽能資源十分豐富二、光伏系統(tǒng)組成光伏系統(tǒng)組成光伏系統(tǒng)組成獨立系統(tǒng)離網(wǎng)系統(tǒng)：1、光伏組件2、集線箱3、控制器4、蓄電池5、逆變器獨立系統(tǒng)并網(wǎng)系統(tǒng)1、光伏組件2、集線箱3、逆變器4、并網(wǎng)裝置并網(wǎng)系統(tǒng)光伏水泵1、光伏組件2、光伏水泵控制器3、蓄電池4、直流泵（交流泵）光伏水泵系統(tǒng)電氣設備選型：1、選用合適規(guī)格和發(fā)電效率的太陽能電池板2、匹配的控制器、逆變器3、電氣選型（線纜、線槽、斷路器等）4、柜體（集線箱、并網(wǎng)柜）5、控制裝置（逆功率、監(jiān)控系統(tǒng)）6、防雷設施三、光伏發(fā)電原理光伏發(fā)電原理太陽能利用——光伏發(fā)電

光伏效應（光生伏特效應）——把光能直接轉換為電能。圖PN結和光生伏特效應①太陽能電池吸收一定能量的光子后，半導體內(nèi)產(chǎn)生電子、空穴對，稱為“光生載流子”，兩者的電性相反，電子帶負電，空穴帶正電；②電性相反的光生載流子被半導體p－n結所產(chǎn)生的靜電場分離開；③光生載流子電子和空穴分別被太陽能電池的正、負極所收集，并在外電路中產(chǎn)生電流，從而獲得電能。四、電池板的分類電池板的分類太陽能電池介紹太陽能電池介紹：●單晶硅電池：單晶硅材料結晶完整，載流遷移率高，串聯(lián)電阻小，光電轉換率最高，可達20％左右，而且其發(fā)電效率穩(wěn)定可靠，但成本較貴，光電單元間的空隙可透部分光。它在建筑中的運用方面有自己的優(yōu)勢：（1）晶體硅電池單位面積的發(fā)電功率比非晶硅薄膜電池高，在滿足相同功率的前提下，可以使用較小的光電池板，布局可以更緊湊。（2）制造工藝成熟。單晶硅電池已有多年的生產(chǎn)經(jīng)驗。（3）可以采用玻璃及柔性塑料片等其它的襯底材料，電池板相對較輕。非晶硅薄膜（a-Si）太陽電池在薄膜電池中，很薄的光電材料被鋪在非硅材料的襯底上，大大地減小了半導體材料的消耗，也容易形成批量生產(chǎn)，從而大大降低了光伏電池的成本。非晶硅太陽電池具有獨特的優(yōu)勢。這些優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下方面：（1）材料和制造工藝成本低。每平米的造價約低40%左右。這是因為生產(chǎn)工藝更簡化，能耗更低，硅薄膜僅有數(shù)千埃厚度，昂貴

的純硅材料用量很少。同時襯底材料，如玻璃、不銹鋼、塑料等，價格低廉。（2）易于形成大規(guī)模生產(chǎn)能力。這是因為核心工藝適合制作持大面積無結構缺陷的非晶合金薄膜；只需改變氣相成分或者氣體流量便可實現(xiàn)PN結以及相應的迭層結構；生產(chǎn)可全流程自動化。（3）品種多，用途廣。薄膜的非晶太陽電池易于實現(xiàn)集成化。器件功率、輸出電壓、輸出電流都可自由設計制造，可以較方便地制作出適合不同需求的多品種產(chǎn)品。靈活多樣的制造方法，可以制造建筑集成的電池，適合用于屋頂電站的安裝。（4）具備弱光發(fā)電的性能，這是由于光吸收系數(shù)高，暗電導，非晶硅材料的價帶電子的能級較低，在太陽輻射強度很低時就具備了發(fā)電性能，也就是，該性能使得非晶硅薄膜電池受風沙、雨雪等天氣的影響很小，年發(fā)電天數(shù)達320天左右，日發(fā)電時間可以從早上6點延續(xù)到晚上7點。日發(fā)電達到13小時左右。（5）非晶硅薄膜電池具有透光性，透光度可從5%到75%，當然，隨著透光性的增加，光電池的轉化效率會隨著下降，運用到建筑上的最理想的透光度為5%，這是經(jīng)國外眾多工程實際的經(jīng)驗的結果。由于非晶硅電池的透光性，能很好的配合建筑設計。（6）由于非晶材料的能量帶隙比單晶硅和多晶硅寬，因此非晶太陽電池的功率輸出不明顯依賴PN結溫度。在實際工程運用之中，承受的工作溫度比晶體硅要高。非晶硅電池與晶體硅電池性能對照表非晶硅薄膜電池晶體硅電池a-Si多晶硅單晶硅電池時代類別第三代電池第二代電池第一代電池制造成本低較高高轉化率6～10％10～12％14～17％原材料來源廣泛較缺緊缺發(fā)電性能弱光發(fā)電強光強光日發(fā)電時間10～13小時6～8小時4～6小時透光度半透明、透明不透明不透明顏色多樣化淺藍深藍非晶硅電池與晶體硅電池性能對照表（續(xù)）非晶硅薄膜電池晶體硅電池電池時代類別第三代電池第二代電池第一代電池使用壽命（年）20～2520～2520～25電池板塊規(guī)格統(tǒng)一，標準板塊大小1245×635，單件功率40W隨硅元件使用的多少，以及純度的改變，單件功率不確定。同樣面積的板塊功率可以變化。故障率非晶硅電池串聯(lián)后不會因為遮擋產(chǎn)生熱島效應，它們不會因不能產(chǎn)生電流而被反偏。故障率極低。晶體硅電池如果其中一小部分被遮擋，會產(chǎn)生熱島效應，這將極大的降低整個組件的功率輸出，意味著被遮擋的電池把功率以熱的方式耗盡，時間過長就導致故障并有可能導致整個組件的損壞常用太陽能電池板廠家：單晶硅：常州天合、保定英利、無錫尚德、南京中電、寧波太陽能多晶硅：保定英利、京瓷非晶硅：威海藍星、保定天威主要逆變器廠家德國艾思瑪（SMA）逆變器德國Kaco逆變器合肥陽光逆變器逆變器的主要功能：就是將太陽能電池的發(fā)的直流電轉化成市電常用的交流電。五、安裝過程公司光伏設計流程電氣施工步驟圖電池板安裝監(jiān)控設備、通訊接線六、預計年發(fā)電量

（概念性了解）預計年發(fā)電量預計年發(fā)電量光伏電站：選擇一年平均輻射量最大的傾角上，即最佳傾斜角，對應的發(fā)電量最大。BIPV系統(tǒng)：根據(jù)建筑結合的美觀程度，并非選擇最佳傾角，對應的發(fā)電量有所降低。朝南正立面上大致是68~70%最佳傾角的發(fā)電。水平放置的電池板是90~90%最佳傾角的發(fā)電量。E預計年發(fā)電量緯度0°～25°，傾斜角等于緯度緯度26°～40°，傾角等于緯度加5°～10°緯度41°～55°，傾角等于緯度加10°～15°緯度＞55°，傾角等于緯度加15°～20°區(qū)域劃分豐富區(qū)較豐富區(qū)可利用區(qū)貧乏區(qū)年總輻射量/(MJ/m2)≥58005000~58004200~5000≤4200全年日照射時數(shù)/h≥30002400~30001600~2400≤1600地域內(nèi)蒙、甘肅、西部、新疆南部、青藏高原新疆北部、東北、內(nèi)蒙東部、華北、陜北、寧夏、甘薯、青藏高原東側、海南、臺灣東北北端、內(nèi)蒙呼盟、長江下游、兩廣、福建、貴州、云南、河南、陜西重慶、四川、貴州、桂林、江西特征全年日照小時數(shù)/h≥33002600~3300太陽豐富區(qū)~貧乏區(qū)≤1800日照率≥0.750.60~0.75指兩區(qū)的過度帶≤0.4建議不使用太陽能連續(xù)陰雨天/d23715預計年發(fā)電量根據(jù)光伏電站所在的地區(qū)年輻射量換算出日平均峰值日照小時數(shù)計算公式：(4200MJ/m2)/3.6MJ(1kWh)/365天/1kW/m2=3.19h年總輻射量（MJ/m2）420046005000540058006200660070007400日平均峰值日照小時數(shù)（h）3.193.53.824.144.464.785.15.425.75簡單計算公式：發(fā)電量=方陣的直流功率×日平均峰值日照小時數(shù)×365天=年發(fā)電量例如一個100kw的電站，在年輻射量4200MJ的地區(qū)的發(fā)電量

100kw×3.19h×365=116435kwh考慮到影響發(fā)電量的各種因素，并非都能保證日平均峰值日照小時在3.19小時，基本上有一定的折扣，通常大概為85%-90%。實際計算公式：電池板面積×斜面上