太阳能电池发电简介

1、太阳能发电系统 下一页 1.1太阳能发电系统原理及构成 N型半导体中含有较多的空穴，而P型半导体中含有较多的电子，这样，当P型和N型半导体结合在一起时，就会在接触面形成电势差，这就是PN结。（如下图） 当晶片受光后，PN结中，N型半导体的空穴往P型区移动，而P型区中的电子往N型区移动，从而形成从N型区到P型区的电流。然后在PN结中形成电势差，这就形成了电源。(如下面的两个图所示) 控制器直流负载D C太阳能电池方阵蓄电池交流负载A C逆变器峰值电压峰值电流短路电流开路电压最大功率点电压（）电流（ ）太阳能电池组件I-V特性曲线电流（ ）电压（）开路电压短路电流峰值电流峰值电压单电池被遮挡100

2、%单电池被遮挡75%单电池被遮挡50%单电池被遮挡25%电流（ ）电压（ ）组件未被遮挡太阳电池被遮挡情况组件功率损失比例（%）单个光电池被遮挡比例（%）00252550507566100753个光电池被遮挡 93 为了达到负载所需要的供电要求，通常可将组件通过串联和并联的方法来实现，串联后的结果是组件的电压等于所串组件的电压之和，并联的结果是组件的输出电流等于各路并联电流之和，但是前提是组件的电性能完全一样，如果组件性能不一致，串、并联后就不一定是上述结果了。下面是不同组件串并联的特性曲线。组件 +电流（ ）组件组件组件组件电流（ ）电压（）组件 +电压（）不同性能组件串联不同性能组件并联旁

3、路二极管隔离二极管阻塞二极管旁路二极管 分段控制器原理图单路控制的缺点：a.若采用单路通、断控制，系统容易振荡，充电不容易充满b.可靠性问题，一旦功率管故障，将停止充电多路控制可避免上述问题充电电流脉冲电流tI脉冲充电控制器0t1： 恒流充电0t2： 恒压充电 t2：浮充充电 tUUU1.4.2逆变器常见技术指标逆变器常见技术指标 独立太阳能发电系统 PV组件 蓄电池 充放电控制器 并网太阳能发电系统 PV组件 并网逆变器 双向计量装置 公用电网 风-光-柴-蓄互补发电系统 PV组件 风力发电机 柴油机 综合管理控制器 蓄电池组 逆变器DCDC负载负载逆变器逆变器 + AC+ AC负载负载1P

4、V-generatorwind turbinerectifiercharge controllerAC-loadinverterbatteryrectifierdiesel generator光伏发电阵列风力发电机整流充电器充电控制器交流负载蓄电池逆变器整流充电器柴油发电机风-光-柴-蓄互补发电系统优点：1）可靠2）耐用 3）维护费用低4）无需燃料费用5）无噪声污染6）安装组件积木化7）安全8）自主供电9）高海拔性能2.2.3 10年平均气象统计数据 月份月份月辐射总量月辐射总量(MJ/m(MJ/m2 2 ) )月辐射总量月辐射总量(kWh/m2)(kWh/m2)日平均辐射量日平均辐射量(kW

5、h/m2)(kWh/m2)白天最高温白天最高温度度()夜间最低夜间最低温度温度()1 1334.0892.873.095.5-18.02 2390.51108.563.8814.1-16.03 3582.79162.025.2324.8-11.84 4595.01165.415.5127.5-5.85 5857.34238.347.6935.55.66 6856.88238.217.9436.59.97 7805.45223.927.2239.713.68 8744.97207.106.6837.910.39 9587.63163.365.4531.63.21010481.11133.754.

6、3125.1-1.41111341.2094.853.1614.3-8.31212295.6082.182.6517-26.4合计合计6882.576882.571911910 0. .57575.245.242.2.4太阳总辐射的各月数据3.2.1 3.2.1 倾斜面光伏阵列表面的太阳辐射量倾斜面光伏阵列表面的太阳辐射量: :从气象站得到的资料,一般为水平面上的太阳辐射量,须换算成光伏阵列倾斜面的辐射量,才能进行光伏系统发的设计. 计算日辐射量的公式: R= Ssin(-)/sin + D式中; R 倾斜方阵面上的太阳总辐射量 D 散射辐射量,假定D与斜面倾角无关; S 水平面上的太阳直接辐

7、射量 方阵倾角 中午时分的太阳高度角.对于北半球地理纬度=的地区, 与太阳赤纬角的关系如下: = 900 -+其中, =23.45*sin360*(284+N)/365(度), N为一年中某日的日期序号，如1月1日的N=1,2月1日的N=32, 12月31日的N=365等。 总结： 对于纬度较高的地区（一般纬度大于20度）倾斜面上的辐射量比水平面上的辐射量大10%15%左右，纬度较低的地区影响不是很大。3.2.2 太阳电池方阵设计3.2.3 蓄电池的设计3.2.4 控制器的设计选型3.2.5 逆变器的设计选型1）逆变效率有多高2）留有一定功率余量3）保护功能是否健全4）绝缘强度是否满足要求5）

8、选择单相输出型，三相输出型（15KW以下）（20KW以上）6）可靠性指标3.2.6 3.2.6 太阳能电池方阵支架结构设计太阳能电池方阵支架结构设计 安装方式安装方式设计: 固定式. 结构简单,安全可靠,安装调试及管理维护都很方便. 固定式支架倾角固定式支架倾角设计: 根据地理条件及经验公式，倾角等于纬度。 方阵支架方位角方阵支架方位角的设计: 一般情况下,太阳能电池方阵应面向正南安装. 太阳能电池阵列间距太阳能电池阵列间距的设计计算: 光伏方阵阵列间距应不小于D. 计算公式： 计算得: D = 6087mm. 取间距为 6.5米。( 纬度等于倾角 40度)1587DH3200支架间距计算图s

9、in399. 0cos648. 0arcsintan707. 0HD3. 3. 避雷、防雷及接地保护的设计避雷、防雷及接地保护的设计1).1).场地防场地防 目的: 使光电场及附属设施免遭直接雷击. 方式: 避雷针 避雷带. 2 2）设备防雷：）设备防雷： 设备的进出线防雷。设备的进出线防雷。3).3).系统接地保护设计：系统接地保护设计： 雷电保护系统的接地电阻应符合DL/T 620-1997交流电气装置的过电压保护和绝缘配合的要求(一般不应大于10，在高土壤电阻率地区的接地电阻不应大于30 ). 线路接地系统应符合 DL/T 621-1997 交流电气装置的接地以及DL499-92农村低压电力技术规程的技术要求(一般不应大于4 ); 干旱戈壁滩的土层电阻率高，应设置多个接地坑，