《光伏发电系统原理》全套教学课件

《光伏发电系统原理》1光伏发展概要2太阳能资源评估3光伏电池组件和阵列-14光伏电池组件和阵列-25太阳辐射量的计算6光伏系统的测试7光伏阵列的分析8储能系统9MPPT10光伏逆变器11光伏电站前期概要12光伏电站的设计13光伏电站的维护与运行14光伏电站质量问题及控制全套可编辑PPT课件光伏发展概要智能光伏团队_朱红路研究方向_829太阳能资源特性研究多时空尺度太阳能资源分布光伏电站核心关键设备资源适应性研究光伏电站精细化规划和设计光伏电站出力特性、聚合特性及灾害典型气候条件下光伏电站出力特征光伏电站、场群的聚合特性及功率预报新能源发电系统的灾害预警光伏发电过程建模及故障诊断光伏发电智能运维与智慧能量管理围绕光伏电站开发、运行及接入方面展开基础理论及共性关键技术研究。1基于GIS太阳能资源评估、电站智能设计高分辨率太阳能资源图谱：基于GIS系统建立高分辨率太阳能资源图谱基于多源数据额融合太阳能资源多尺度评估（多时空尺度）光伏电站智能设计；基于评估结果的设备选型、倾角设计对比；选址规范……基于资源评估的光伏电站适应性分析及经济性评估基于GIS技术的太阳能资源评估、光伏电站智能设计服务平台。B地光谱A地光谱STC光谱PV-1PV-22集中式及分布式光伏电站功率预报拟展开研究：

光伏发电功率预报大数据服务平台(集团服务模式)传统光伏功率预报模式被淘汰集中式光伏电站功率预报系统：自主知识产权的光伏功率预报系统已经运行性性能提升：雾霾等环境条件算法修正，基于地基云层观测的校正，算法修正灾害环境条件下新能源发电系统的适应性及预警大区域预报模式：功率预报大平台有效降低成本、提高性能3光伏发电过程分析、仿真及智能诊断拟展开：基于数据分析和试验手段的光伏电站发电过程仿真分析，实现系统智能故障诊断和故障的快速检测。基于数据分析和试验手段的光伏电站发电过程仿真分析，实现系统智能故障诊断和故障的快速检测。不同的故障类型的外部数据表现具有特征4光伏发电智能运维关键技术实现基于大数据平台的光伏发电智能监控及故障诊断系统基于电站交易需求和光伏电站性能分析需求，实现光伏电站技术性能和经济性能分析集团级光伏电站运维管理业务平台(监管、分析及评价……)技术路线功能架构随堂小作业你理解的本专业就业去向是什么？光伏电站运行……？你计划本科就业，硕士就业还是博士就业？想去哪里？自己的专业知识还欠缺什么？你感兴趣的话题，关于就业、考研、留学光伏发电技术特点光伏发电（PV）

出力特性：只在白天发电，在光照资源充足地区，发电时间区间为8:00-20:00，峰值在12:00到14:00之间随机波动：具有周期性，同时具有明显的随机波动特征，短时波动剧烈

装机容量：2017年，我国新增5306万千瓦，累计装机容量达1.3亿千瓦（数据来源：国家能源局）2035年太阳能将成为最大的电力来源光伏发电的日出力特性光伏发电的随机波动性光伏发电的将在未来能源结构中占据重要地位“十二五”期间，光伏装机年增长179%，截至2015年底，我国太阳能光伏发电累计并网容量达到4158万千瓦，超过德国成为世界光伏第一大国。到2020年，我国太阳能发电装机将达到1.1亿千瓦以上（已经完成），其中光伏发电装机达到1.05亿千瓦以上，分布式光伏6000万千瓦以上。--发展太快了！我国太阳能资源储量丰富，大部分地区具备光伏开发潜力，其灵活的集中式和分布式应用模式具有广阔的前景，逐渐形成东中西部共同发展格局。目录能源的概念和分类能源形势及对新能源的需求解决途径-清洁电力之路我国太阳能资源及潜力光伏系统的概念一.能源的概念能源：能量资源或能源资源，是自然界中能为人类提供某种形式能量的物质资源。可产生各种能源（如热量、电能、光能

和机械能等）或可做功的物质的统称。

二.能源的分类能源的分类地球上的能量来源使用类型能否再生获得的方法能否作为燃料对环境的污染情况能否流入商品流通领域形态特征或转换与应用的层次(一)按地球上的能量来源对能源分类1.来自地球外部天体的能源。有直接来自太阳直接照射到地球的光和热能，还有间接地来自太阳的能源,常见的煤炭、石油、天然气，以及生物质能、水能、海洋热能和风能等。2.地球本身蕴藏的能量。其中一种是地球内部蕴藏着的地热能，常见的地下蒸汽、温泉、火山爆发的能量都属于地热能。另一种是地球上存在的铀、钍、锂等核燃料所蕴有的核能。3.地球和其他天体相互作用而产生的能量。太阳和月亮等星球对大海的引潮力所产生的涨潮和落潮所拥有的巨大潮汐能。

(二)按使用类型对能源分类1.常规能源（传统能源）。已被人类利用多年，目前仍在大规模使用的能源。如水能、生物能、煤炭、石油、天然气等。占全部能源生产消费总量的90％以上。2.新能源（非常规能源、替代能源）。近若干年来开始被人类利用（如太阳能、核能）或过去已被利用现在又有新的利用方式（如风能）的能源。1631.可再生能源。可长期提供或可再生的能源例：水能、风能、太阳能、地热能、潮汐能等。2.不可再生能源。一旦消耗就很难再生的能源例：煤炭、石油、天然气等。(三)按能否再生对能源分类(四)按获得的方法对能源分类1.一次能源（天然能源）。是指直接取自自然界、而不改变它的形态的能源。它又分为可再生能源和非再生能源。例：泥煤、褐煤、烟煤、无烟煤、石油、天然气、植物秸杆、水能、风能、太阳能、地热能、核能、海洋能等。2.二次能源（人工能源）。是指一次能源经人为加工成另一种形态的能源。例：汽油、水电、蒸汽、煤气、焦炭、沼气等。(五)按能否作为燃料对能源分类1.燃料型能源。包括煤炭、石油、天然气、泥炭、木材等。2.非燃料型能源。包括水能、风能、地热能、海洋能等。(六)按对环境的污染情况对能源分类1.清洁能源。使用时对环境没有污染或污染小的能源。例：水能、风能、太阳能以及核能等。2.非清洁能源。对环境污染较大的能源。例：煤炭、石油等。1.商品能源。凡能进入市场作为商品销售的能源。例：煤、石油、天然气和电等。2.非商品能源。主要指薪柴、秸秆等农业废料和人畜粪便等就地利用的能源。(七)按能否进入商品流通领域对能源分类(八)按形态特征或转换与应用的层次对能源分类世界能源委员会推荐的能源类型分为：固体燃料、液体燃料、气体燃料、水能、电能、太阳能、生物能、风能、核能、海洋能和地热能。前三类统称化石燃料或化石能源。按使用类型分按性质分按一、二次能源分一次能源二次能源常规能源燃料型能源泥煤（化学能）、褐煤（化学能）、烟煤（化学能）、无烟煤（化学能）、石煤（化学能）、油页岩（化学能）、油砂（化学能）、原油（化学能）、天然气（化学能、机械能）、生物燃料（化学能）、天然气水合物（化学能）煤气（化学能）、焦炭（化学能）、汽油（化学能）、煤油（化学能）、柴油（化学能）、重油（化学能）、液化石油气（化学能）、丙烷（化学能）、甲醇（化学能）、酒精（化学能）、苯胺（化学能）、火药（化学能）非燃料型能源水能（机械能）电（电能）、蒸汽（热能、机械能）、热水（热能）、余热（热能、机械能）新能源燃料型能源核燃料（核能）沼气（化学能）、氢（化学能）非燃料型能源太阳能（辐射能）、风能（机械能）、地热能（热能）、潮汐能（机械能）、海洋温差能（热能、机械能）、海流、波浪动能（机械能）激光（光能）能源的分类根据BP世界能源统计，全球化石燃料可用情况如下：53年110年54年1636亿吨

179.8万亿立方米9091亿吨

储量储采比化石燃料面临枯竭危险《BP世界能源统计》3.能源形势能源消费结构世界一次能源消费持续增长，消费结构趋于多元，化石能源是主体。煤炭水电可再生天然气石油能源消费量2011年世界一次能源消费总量为123亿吨油当量，石油、煤炭、天然气分别占33%、30%、24%；水电、核能和可再生能源占13%。2000年2011年最近十年，北美、欧洲一次能源消费分别下降6至7个百分点，亚太快速上升11个百分点，能源消费中心向亚太转移资料来源：BP2012全球主要地区一次能源消费情况石油储量产量稳定增长，储量仍可保持30年净增长空间。产量高峰可达到50－60亿吨/年，天然气储量产量进入快速增长期，达到油气当量可接进，预计30－40年后可取代石油成为第一能源。海域是油气勘探开发的主战场：浅海、深海、大洋、极地油气储量、产量将接近并超过陆地油气储量/产量煤炭消费比重略微上升煤炭在世界能源消耗中的份额（%）2007年，煤炭占世界能源消费的27%，到2035年将上升到28%。在电力部门，它的份额将从2007年的44%下降到2020年的40%，再上升到2035年的43%发展趋势核发电能力增长迅速目前核电设施发电量占全球发电总量的14%。据国际原子能机构预测，到2030年全球核电装机容量将达到473-748百万千瓦，比2007年增长27.15-101%，届时核电将占全球发电总量的40%发展趋势可再生能源比重逐步上升至2030年，非化石燃料能源的需求增长：核电占42%，水电占9%，生物质占23%，其他可再生能源占26%发展趋势化石燃料储量比储采比石油2.3％20.1/40.6年天然气0.9%49.3/65.1年煤炭11.6%114.5/164年我国的形势更为严峻:人均能源拥有量仅为世界平均值的一半，化石燃料的储采比低于世界平均值;但工业能耗又高于工业发达国家,主要能源消耗已经名列世界前茅（煤炭第一，石油第二）。《2006中国能源发展报告》

酸雨环境污染:两方面的影响

温室效应1002001750180018501900195019900煤→CO2石油→CO2天然气→CO2CO2(billiontons/year)温室效应RapidGlobalWarmingItisanimportantissue

toreducefossilfuelconsumption化石燃料排放的CO21750180018501900195019900280340300320CO2(ppm)inAir360工业革命

大气

CO2Temperaturevariation（℃）bythermometerfromtreerings，coral，・・・Averagetemp.in1961～1990过去1000年平均气温变化工业革命

100012001400160018002000

Source；IPCC#3ReportYear0.00.5-0.5-1.0加拿大冰山区域不断缩小世界人均的能量消耗则不断上升，在过去一世纪中总能耗增长到25.8倍！

1kg标准煤的发热值=29308kJ

年份总人口人均能耗(亿）[t标准煤/(人.年)]

190015.710.493195025.011.026

200060.503.300

探明的化石燃料藏量有限，而工业与生活所需数值不断增长，这是世界能源所面临的主要问题。

如果人类都按照美国人的方式生活…60亿人口需要4.3个地球!4.解决途径-清洁电力之路（可再生能源发电）The21stcenturywillbeelectric…andintelligent03691215195020002050电能GDPEnergyIndex(1=1950)

可控精确灵活干净快速安全电力技术是通向可持续发展的桥梁全球可再生能源发展总体形势2013-2019年世界主要可再生能源发电装机容量2019年新增可再生能源及新增风电、太阳能发电装机情况世界能源清洁绿色转型正在加速可再生能源装机占比稳步提升截至2019年底，全球可再生能源装机容量达25.37亿kW，在电力总装机中占34.7%，较2018年增长1.4个百分点。可再生能源成为电力增量主体风电、太阳能发电发展迅速2019年全球新增可再生能源装机17600万kW，占电力新增装机72%。太阳能发电新增9800万kW，风电新增5900万kW，风、光占新增可再生能源装机89%。新增可再生能源17600万kW，72%新增风电5900万kW新增太阳能发电9800万kW清洁能源消费占比稳步提升，消费结构清洁低碳转型逐步推进中国可再生能源发展总体形势2015—2019年中国主要能源品种消费占比及二氧化碳减排2016—2019年中国可再生能源发电总装机及新增装机变化2019年能源生产总量39.7亿t标准煤，消费总量48.6亿t标准煤。其中，煤炭消费占主体(57.7%),但占比逐年下降；清洁能源消费提升至23.4%,其中非化石能源占15.3%可再生能源发电装机、发电量稳步增长，成为能源转型重要组成和未来电力增量主体“十三五”来,可再生能源装机年均增长率约12%，新增装机年度占比均超过50%，总装机占比稳步提升。0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%0100002000030000400005000060000700008000090000百分比装机容量/万kW2016年 2017年可再生能源发电装机容量2018年装机容量占比2019年新增装机容量占比风电、太阳能发电等新能源发展迅速，成为可再生能源发展主体2016—2019年中国新能源装机容量及其在可再生能源总装机中占比“十三五”以来,新能源发展迅速，年度新增装机在可再生能源占比均超过80%。截至2019年底，新能源装机43838万kW，在可再生能源总装机中占比55.2%。常规水电和抽水蓄能稳步发展“十三五”以来,常规水电和抽水蓄能装机保持稳步发展。截至2019年底，水电总装机35640万kW（含抽水蓄能），在可再生能源总装机中占比44.8%。2016—2019年中国水电装机容量及其在可再生能源总装机中占比中国可再生能源发展总体形势0%10%20%30%40%50%60%70%50000450004000035000300002500020000150001000050000百分比装机容量/万kW2016年 2017年新能源发电装机容量2018年 2019年在可再生能源装机中占比0%10%20%30%40%50%60%70%80%0500010000150002000025000300003500040000百分比装机容量/万kW2016年常规水电装机2017年抽水蓄能电站装机2018年 2019年水电在可再生能源中装机占比2019年各类电源装机容量及占比截至2019年底，中国可再生能源发电总装机79488万kW，同比增长8.6%，占电力总装机39.5%（水电17.7%,新能源21.8%），占新增装机57.4%：水电（含抽水蓄能3029万kW）：35640万kW风电：21005万kW太阳能发电（含光热发电44万kW）：20474万kW生物质发电：2369万kW2019年各类电源年发电量及占比2019年，中国可再生能源年发电量20430亿kW·h，同比增长9.5%，占总发电量的27.9%（水电17.8%,新能源10.1%）。水电：13019亿kW·h风电：4057亿kW·h太阳能发电：2243亿kW·h

生物质发电：1111亿kW·h中国可再生能源发展概览水电,13019,17.8%核电,3487,4.8%风电,4057,5.5%太阳能发电,2243,3.1%生物质发电,1111,1.5%火电49349,67.3%可再生能源20430,27.9%单位：亿kW·h火电116588,58.1%可再生能源79488,39.5%核电,4874,2.4%常规水电32611,16.2%抽水蓄能3029,1.5%风电21005,10.4%太阳能发电20474,10.2%生物质发电2369,1.2%单位：万kW装机规模保持稳定增长。2019年全国太阳能发电新增装机容量3031万kW，其中光热发电20万kW，累计装机容量达到2.05亿kW，约占电源总装机容量的10.2%。光伏发电新增和累计装机保持世界首位。发电量进一步提升。2019年，全国光伏发电量达2243亿kW·h，同比增长26%，占总发电量3.1%。上网电价进一步降低。2019年光伏补贴竞价项目电价降幅明显；光伏发电领跑奖励激励基地项目通过竞争确定上网电价，部分项目低于平价。光伏发电装机已达到“十三五”低限目标。截至2019年底，光伏发电装机已达到规划低限目标；太阳能热发电仍处于示范项目阶段，相较规划目标有较大差距。2011—2019年全国光伏发电装机容量变化趋势太阳能发电发展现状2015-2019年全国弃光电量与弃光率对比年利用小时数小幅提升2019年，全国光伏发电平均年利用小时数达1169h，同比增长54h。东北和华南地区增长较为明显，增长超过10%。太阳能发电运行消纳电力消纳情况持续向好2019年全国平均弃光率2%，同比下降1个百分点；全年弃光电量46亿kW·h，同比减少9亿kW·h。2018年和2019年全国六大区域年利用小时数对比太阳能发电技术进步生产装备技术提升，多晶硅能耗稳中有降全国多晶硅企业综合能耗平均值为12.5kgce/kg-Si，综合电耗下降至70kW·h/kg-Si，行业硅耗在1.11kg/kg-Si水平切割技术提升，硅片平均厚度下降多晶硅片平均厚度为180μm左右P型单晶硅片平均厚度为175μm左右N型硅片平均厚度为170μm左右单晶电池转换效率持续提升，多晶黑硅转换效率增加相对缓慢规模化生产的单晶电池平均转换效率22.3%多晶黑硅电池平均转换效率为19.3%光伏组件功率增加，转换效率进一步提高PERC单晶电池：60片全片组件功率320Wp158.75mm尺寸330Wp，166mm尺寸360Wp多晶黑硅:常规285Wp,166mm尺寸PERC330Wp光伏电站发电能力明显提高，运维管理水平较大提升采用先进设备、优化布置形式、精细化设计、使用高质量产品，提升发电效果智能运维应用、实时监测技术光热发电技术创新应用、国产设备技术提升光热发电超临界二氧化碳技术应用光热发电核心设备逐步实现国产化发展特点市场环境监测引导，建设布局进一步优化将光伏发电市场环境监测评价结果作为加强光伏行业管理、引导各地有序开发的重要依据甘肃Ⅰ类资源区、新疆由红色转为橙色区域，甘肃Ⅰ类资源区以外地区由红色转为绿色，优化效果明显。0302在能源转型中发挥“主力军”作用目前光伏装机占比10.2%，发电量占全社会用电量的3.1%，为可持续发展提供重要保障光伏发电成本持续降低，未来成为上网电价最低的供电方式，能源转型中发挥“主力军”作用0104开展全国竞争配置，系统投资持续降低推进光伏发电补贴竞争工作，纳入补贴的项目平均度电补贴强度约为0.0645元/千瓦时，推动光伏补贴退坡。全国地面光伏系统初始投资下降至约4.55元/瓦，同比下降7.5%。产业集中度加强，各环节成本降低显硅片：9家企业产量>2GW，约占85.5%；晶硅电池片：20家企业产量>2GW,占77.7%2019年单晶PERC组件价格同比下降超过12%。太阳能发电发展特点光热示范项目持续推进，运行水平不断提升2019年光热发电首批示范项目建设持续推进，新增并网容量200MW，总装机规模达到444.3MW。兰州大成敦煌50MW熔盐线性菲涅尔光热发电项目中电建青海共和50MW熔盐塔式光热发电项目中电工程哈密50MW熔盐塔式光热发电项目鲁能海西格尔木多能互补项目中50MW熔盐塔式光热发电0706分布式装机略有回落，户用装机增速较大分布式光伏发电装机增速放缓，新增装机1220万kW,主要集中在华东、华北、华中地区.户用分布式光伏累计并网容量超过分布式光伏总量的三分之一,成为光伏市场的重要组成部分05开发利用模式多样，综合化发展有序推进光伏+开发模式：光伏+多产业、多能互补、光伏+储能，助力产业高质量发展单一化、集中化向多元化、综合化发展太阳能发电中国光热发电装机规模01可再生能源规模持续快速增长2020年底常规水电（3.35亿kW）,抽水蓄能（3200万kW）2020年风、光电装机均达到2.4亿kW左右（风电新增3000万kW,太阳能新增3500万kW）2020年底生物质发电利用规模2550万kW03常规水电积极有序推进生态优先前提下积极有序推进大型水电基地建设，“十二大水电基地”收尾功能定位以电量为主逐渐转变为容量支撑，并进行增容改造水风光一体化综合开发基地推动能源转型趋势展望02可再生能源有效利用率显著提升完善运行消纳长效体制机制发电利用率和资源利用率进一步提升“十四五”期间基本解决弃水、弃风和弃光问题04抽水蓄能电站加快发展“十四五”投产规模提速，2025年投产总规模6500万kW左右抽水蓄能需求规模持续增长，2030年需求约1.4亿kW电站功能定位呈多样化，服务电力系统，服务电源侧新能源、核电等05技术进步助力平价上网风电实现协调高质量发展2020年大部分区域平价上网.结合区域负荷、风能资源、土地资源等，因地制宜发展风电按照“五个并举“实现全面协调发展07生物质能分布式利用，非电利用是未来发展方向十四五—生物天然气、生物质供热实现产业化发展项目开发方式仍以分布式为主坚持技术研发，推动成本降低趋势展望08光伏发电发展前景广阔技术进步促进光热发展十四五—光伏全面无补贴平价，中长期上网电价最低的可再生能源2035年光伏超过煤电成为规模最大的电源“光伏+”未来具备广阔发展前景技术进步、降本增效促进光热发展06地热能科学创新发展，市场前景广阔2020年底，北方地区地热供暖5.41亿m2浅层地热利用向分布式大型化发展中深层地热供暖商业开发模式日趋成熟梯级综合利用促进能源效率提升“地热能+“提供综合能源系统解决方案随堂小作业PERC由于效率比传统组件高1%左右，已经得到了广泛应用。PERC光伏组件是什么？原理是什么？为什么效率高目前主要应用转化为热能

（光－热）太阳能空调、制冷、干燥太阳能建筑一体化

太阳能集热器太阳能灶、太阳房、温室太阳能海水淡化转为化学能（光－化）

自然光合作用(效率低，1％)人工光合作用(基因转换、催化)制氢(光催化、热分解)能源植物(switchgrass)太阳能光伏发电太阳能热力发电转化为电能（光－电）水蒸汽(槽、碟、塔式)气体(烟囱，Stirling)低沸点工质(太阳池)其它：光－光；热－机4.1太阳能发电太阳能利用方式光伏碟式池式气式塔式槽式太阳能发电技术优点：结构简单，体积小且轻，易安装，易运输，建设周期短容易启动，维护简单清洁，安全，无噪声可靠性高，寿命长太阳能无处没有，应用范围广缺点：能量分散，占地面积大（大多小于1kW/m2)间歇性大地域性强转换效率低成本高Roof-integratedPVsystem

4.6MWp,Springerfield,Tucson,Arizona,USA,

4.1太阳能发电-光伏接收器聚光器槽式聚光器接收器定日镜塔式聚光器接收与转换器抛物面碟式聚光器汇聚光线4.1太阳能发电-光热槽式抛物面反射镜太阳能热发电Troughtechnologyfieldof1-axistrackingtroughcollectorsfocusonlocallinearreceiverheattransferfluid-->steam-->turbine-->electricity塔式太阳能热发电原理示意图温度可达500~2000°C发电功率100MW需要镜场面积约2.43km2盘（碟）式太阳能热发电系统以单个旋转抛物面反射镜为基础，构成一个完整的聚光、集热、发电单元单个功率较小，5-50kW可以分散独立发电，也可由多个单元组成较大的发电系统。接收与转换器抛物面碟式聚光器汇聚光线温度可达800~1000°C多碟式斯特林太阳能热发电系统单碟式聚光器多碟式聚光器太阳池中发生的过程是透射辐射、双扩散和分层对流换热。循环热效率较低，约15％。太阳池是有一定浓度梯度的盐水池，兼具集热和蓄热的功能，可用于发电、供热等，特别适合具有盐资源的地区；国际上最早由以色列Tabor提出，目前最大太阳池发电厂建于美国加州，已并网；我国青海、新疆等应用较广。太阳池尽管热气流发电热力学效率很低，只要能获得有竞争力的发电成本，仍有开发价值。

我国西部地区多山：天山、阿尔泰山，祁连山，东西走向，南坡是建造斜坡热气流发电的理想场所。坡顶烟囱气式发电农业废弃物林业废弃物有机固废其它生物质淀粉和糖类动植物油脂有机废液其它锅炉燃烧热解炭化热解液化热解气化水解发酵厌氧发酵热化学转化生物转化酯交换热/电固体燃料精炼提质合成气燃料乙醇沼气生物柴油液体燃料4.2生物质发电生物质能发电的特点：生物质能发电的关键是生物质能的转化技术利用当地生物资源发电的源料必须有足够数量的储存所用发电设备的装机容量一般较小，且多为独立运行方式就地发电、就地利用，不需外运燃料和远距离输电，适用于居住分散、人口稀少、用电负荷较小的农牧业区及山区生物质能发电所用能源为可再生能源，污染小、清洁卫生，有利于环境保护Biomass汽化炉生物废料雨矿物灰烬光合作用生物质直燃发电生物质直燃发电是指将生物质代替煤炭直接燃烧产生热和水蒸气进行火力发电的形式。其适用于生物质资源比较集中的区域,如谷米加工厂、木料加工厂等附近。由于生物质具有分散、热值低的特点,生物质在收集、运送过程中可能需要致密成型,在固化后将其分批次、每次多量地运送到传输半径合理的区域进行直燃发电。国际上该技术比较成熟的是丹麦BWE公司,而国内的国能生物发电有限公司、中国节能投资公司、江苏国信集团公司等也正在利用此项技术大力发展生物发电。该技术机组容量较大,当前在建或拟建机组,国外已达到单机容量10MW级水平,其热效率较高,受环境影响较小,可单独作为公用电源建设,适用于规模化推广。直接混合燃烧发电流程生物质气化发电生物质气化发电是将生物质首先转化成生物质气（H2

、CH4

、CO、CO2和其他多元混合气体）,用生物质气供给内燃机或是燃气轮机带动发电装置对外提供动力。生物质气化发电的代表技术为中国科学研究院广州能源研究所研发的机组,该技术已先后在江苏、黑龙江等地通过多种投资方式建立了多台发电机组。此项技术容量较小,对燃料要求较为苛刻,且气体净化要求高。故多建在木材加工厂、米厂等周围,宜作为此类工厂的自备电厂,不便于大规模、大面积推广。同时,秸秆气化热值低,在稳定运行、焦油消除、气体净化等技术上也需进一步提高。沼气发电沼气来自畜禽粪污或是含有机物的工业废水,经过厌氧发酵产生以CH

和CO2

为主体的混合潮汐能发电原理潮汐发电与普通水力发电原理类似，通过出水库，在涨潮时将海水储存在水库内，以势能的形式保存，然后，在落潮时放出海水，利用高、低潮位之间的落差，推动水轮机旋转，带动发电机发电。4.3海洋能发电-潮汐发电浙江江厦潮汐电站位于温岭市坞根镇下楼村，是我国已建成的最大的潮汐电站，隶属中国国电集团，总装机容量3200干瓦，年发电量600万度。动态潮汐能BlueEnergyCanada'sCurrentsystem4.3海洋能发电-海流能发电Seaflow300kW/2.5m/s11mdiamSST,Lynmouth,Devon,UK

BlueConcept(HammerfestStrøm),Kvalsundet,Norway,200420pitchedwatermills20mdiamProduction;32GWh/yearat4Eurocents/kwhSource:MCTLtdSwanTurbines,Univ.ofWalesDesignconceptTelescopicaltowerDirectDriveLowspeedPMgeneratorFixedPitchAutomatedFurlingMechanismGravitybaseSeaflow15-20mrotordiameter750kW-1.5MWTwinturbinesMonopiles-knowntechnologyfromoilrigs(SeacoreLtd.)Turbinescanbeliftedup4-5MWparkSource:MCTLtd振荡水柱波力电站：半浸没的建筑中波浪的起伏压缩空气推动发电机发电。英国500千瓦的“帽贝”海浪发电机已经向电网供电。Source:FujitaResearch美国阿基米德浮筒装置：浮筒上下推动直线电机发电风空气动力齿轮箱发电机控制电力电子接口变压器电网4.4风力发电我国风力发电概况我国的风电事业起步较晚，在20世纪末，风力发电机组的制造还主要在于简单的小型家用风力发电机组。进入21世纪以来，我国的风电装机容量开始快速增长，2006年底，装机容量上升到将近260万kW。我国国土面积辽阔，风能资源丰富，目前风电装机容量还相对较低。规划预计到2010年风电装机总容量达到2500万kW,2020年风电装机总容量达到10000万kW。中国的风能资源主要集中在两个带状地区,一条是“三北(东北、华北、西北)地区丰富带”,其风能功率密度在200瓦/平方米～300瓦/平方米以上,有的可达500瓦/平方米以上,如阿拉山口、达坂城、辉腾锡勒、锡林浩特的灰腾梁等,这些地区每年可利用风能的小时数在5000小时以上，有的可达7000小时以上。从新疆到东北,面积大、交通方便、地势平,风速随高度增加很快，三北地区风能在上百万千瓦的场地有四五个,这是欧洲没法比的。而这个地带的缺点是建网少,发出的电上不了网。一条是东部沿海风带，主要位于沿海几十公里的大陆海岸和海道，其风能资源比三北风带还好，海道煤和石油依靠大陆，电力联网困难，发展风电迫在眉睫。水平轴风机单叶风车双叶风车三叶风车垂直轴风机变速恒频风力发电系统结构地区类型年日照时数（h/a）年辐射总量（MJ/m2·a）等量热量所需标准燃煤（kg）包括的主要地区备注一类3200-33006680-8400225～285kg宁夏北部，甘肃北部，新疆南部，青海西部，西藏西部太阳能资源最丰富地区二类3000-32005852-6680200～225kg河北西北部，山西北部，内蒙南部，宁夏南部，甘肃中部，青海东部，西藏东南部，新疆南部较丰富地区三类2200-30005016-5852170-200㎏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，广东南部中等地区四类1400-20004180-5016140-170㎏湖南，广西，江西，浙江，湖北，福建北部，广东北部，陕西南部，安徽南部较差地区五类1000-14003344-4180115-140㎏四川大部分地区，贵州最差地区单位：中国太阳能资源分布(五类地区分法)一类地区：青藏高原，甘肃北部，宁夏北部和新疆南部

太阳能资源最丰富区，年日照3200-3300h，辐射量6700-8370MJ/m2.年，与印度和巴基斯坦北部相当。西藏地势高，透明度好，太阳能资源仅次于撒哈拉大沙漠，太阳能资源居世界第二位，拉萨是著名的阳光城。二类地区：河北西北，山西北部，内蒙南部，宁夏南部，甘肃中部，青海东部，西藏东南部和新疆南部

太阳能资源丰富区，年日照3000-3200h，辐射量5860-6700MJ/m2.年。三类地区：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，广东和福建南部，江苏和安徽北部太阳能资源较丰富区，年日照2200-3000h，辐射量5020-5860MJ/m2.年四类地区：长江中下游地区，福建，浙江和广东部分地区

太阳能资源较少区，年日照1400-2200h，辐射量4190-5020MJ/m2.年五类地区：四川，贵州太阳能资源最少区，年日照1000-1400h，辐射量3350-4190MJ/m2.年，成都日照仅为1152h小结一、二、三类地区年日照时数大于2000h，是我国太阳能资源丰富或较丰富的地区，面积较大，约占全国总面积的2/3以上。中国大部分地区都适合开发太阳能资源，进行光伏利用。有专家测算，仅需用1％的国土面积来发展太阳能发电，就完全可以解决我国100％的能源需求。

六、光伏系统的应用七、光伏系统的概念

光伏发电系统分类

光伏发电系统按与电力系统之间的联系分类，通常分为：

独立系统 并网系统

独立光伏发电系统

光伏独立发电系统一般由五部分组成：①太阳电池方阵；②控制器；③蓄电池；④逆变器；⑤负载

独立光伏发电系统—控制器

光伏独立发电系统一般由五部分组成：①太阳电池方阵；②控制器；③蓄电池；④逆变器；⑤负载

独立光伏发电系统—蓄电池

独立光伏发电系统—蓄电池

蓄电池的作用：•解决电能储能问题•起着功率和能量调节的作用•向负载提供瞬时的大电流

独立光伏发电系统—逆变器

为什么需要逆变器？•将PV或蓄电池的直流电（DC）转换为交流电（AC）；•交流供电（AC）的优点：——大量通用家用电器都可以使用——易于进行输变电并网光伏发电系统光伏并网发电系统一般由五部分组成：①太阳电池方阵；②连接器；③并网逆变器；④计量电表；⑤电网并网光伏发电系统—方阵连接盒光伏并网发电系统一般由五部分组成：①太阳电池方阵；②连接器；③并网逆变器；④计量电表；⑤电网并网光伏发电系统—并网逆变器光伏并网逆变器——并网控制部分+并网保护部分+逆变部分有源逆变器件并网光伏发电系统—大型荒漠电站关键设备和技术难点：光伏组件、逆变器、监控系统、自动跟踪系统、电站工程建成、并网接入系统。并网光伏发电系统—大型光伏电站特点1、在发电侧并网，电流是单方向的；没有储能系统；2、并入中高压电网（10kV，35kV，110kV);3、不能自发自用和“净电表计量”，只能给出“上网电价”；4、少量自用电从电网取（小于1%）（BIPV的大部分电自用）；5、一般功率很大，1MW以上；6、一般都是无人值守；7、要求离负荷中心较近，就地消化；8、一般占用荒地；9、自动跟踪或聚光电池一般都是用在荒漠电站；10、带有气象和运行数据自动监测系统和远程数据传输系统。一、大型并网光伏电站组成大型并网光伏电站系统框图光伏阵列将太阳能转变成直流电能，经逆变器的直流和交流逆变后，根据光伏电站接入电网技术规定光伏电站容量确定光伏电站接入电网的电压等级，由变压器升压后，接入中压或高压电网。大型光伏电站的系统组成光伏方阵（固定或跟踪）汇流箱直流配电柜并网逆变器交流配电柜电网接入系统（升压、计量设备等）交/直流电缆监控及通讯装置防雷接地装置一、大型并网光伏电站组成发电侧并网，可以接入公共电网和接入用户侧一、大型并网光伏电站组成

1.光伏方阵光伏方阵分为两类：固定式和跟踪式单轴跟踪系统双轴跟踪系统固定式——钢管埋地固定式——水泥基础一、大型并网光伏电站组成

地基、基础和基座一、大型并网光伏电站组成-电气部分

一、大型并网光伏电站组成-电气部分

光伏方阵由光伏组件通过串联和并联形成。光伏组件串联示意光伏组件并联示意一、大型并网光伏电站组成

光伏连接器针对非晶硅光伏组件，由于电流小，一般在汇流箱的前级采用光伏连接器进行汇流。一、大型并网光伏电站组成

2、光伏阵列汇流箱一、大型并网光伏电站组成

3、直流防雷配电柜直流断路器防反二极管光伏专用防雷器直流电压表直流防雷配电柜原理接线图一、大型并网光伏电站组成

一、大型并网光伏电站组成

PMD-500K直流防雷配电柜的电气原理框图输入接线端子示意图输出铜牌示意图一、大型并网光伏电站组成

4、并网逆变器按是否带变压器可分为无变压器型和有变压器型。对于无变压器型逆变器，最大效率98.5%和欧洲效率98.3%；对于有变压器型逆变器，最大效率97.1%和欧洲效率96.0%。按组件接入情况划分组串式、集中式；集中式并网逆变器组串式并网逆变器一、大型并网光伏电站组成

光伏组件集中逆变器交流母线光伏组件组串逆变器交流母线交流母线SG250K3的外观一、大型并网光伏电站组成

一、大型并网光伏电站组成

集中式逆变器一、大型并网光伏电站组成

组串式逆变器组串式和集中式的对比1，设备功率容量不同2，器件不同3，应用场景不同4，安装条件不同5，优缺点集中式组串式效率高数量少，便于管理电能质量高电网互动性好电压450-820V直流故障影响整个系统组串式跟踪，直流侧适应性好电压200-800V安装方便不带隔离，电网互动性能稍逊5、交流配电柜断路器光伏防雷器电压表电流表电能计量仪交流防雷配电柜原理接线图一、大型并网光伏电站组成

6、电网接入主要设备低压配电网：0.4KV——即发即用、多余的电能送入电网中压电网：10KV、35KV——通过升压装置将电能馈入电网高压电网：110KV——通过升压装置将电能馈入电网，远距离传输电网接入系统一、大型并网光伏电站组成

电压等级接入设备0.4KV低压配电柜10KV低压开关柜：提供并网接口，具有分断功能双绕组升压变压器：0.4/10KV双分裂升压变压器：0.27/0.27/10KV（TL逆变器）高压开关柜：计量、开关、保护及监控35KV低压开关柜：提供并网接口，具有分断功能双绕组升压变压器：0.4/10KV,10/35KV（二次升压）

0.4KV/35KV（一次升压）双分裂升压变压器：0.27/0.27/10KV,10KV/35KV

（TL逆变器）高压开关柜：计量、开关、保护及监控电网接入主要设备一、大型并网光伏电站组成

6、电网接入主要设备一、大型并网光伏电站组成

（1）交流电缆包括并网逆变器——交流防雷配电柜交流防雷配电柜——升压变压器升压变压器——电网接入点（2）交流电缆选择电缆的线径，一般要求损耗小于2%根据电压等级选择相对应的耐压等级桥架（对于建筑光伏发电系统）；直埋/电缆沟（对于大型光伏电站）交流电缆一、大型并网光伏电站组成

8、监控及通讯装置站级控制层能量管理系统过程层间隔层底层设备层各电源控制实现发电设备运行控制、电站故障保护和数据采集维护等功能，并与电网调度协调配合，提高电站自动化水平和安全可靠性，有利于减小光伏对电网影响。

在监控系统架构方面，采用与常规厂站综合自动化系统相同架构，即分层分布式结构。一、大型并网光伏电站组成

随堂作业：说明组串式逆变器和集中式逆变器之间的不同？你觉得它们分别适用的光伏应用场景条件是什么？太阳能资源评估目录、太阳能资源评估：太阳相关概念及评价方法；太阳能资源评估不能满足需求；、太阳能电站宏观选址和规划、太阳能资源测量平台、实例分析1.太阳辐射能了解几个基本概念：到达地球表面的太阳能辐射

投射到地球表面的那部分光线通过大气、云、雾、尘埃等散射而到达地球表面的太阳光线

太阳总辐射能=直接辐射+散射辐射思考：散射辐射和直接辐射对太阳电池光电转换有何影响，对光伏发电系统有何影响？散射对光伏发电系统设计的影响，汪婷婷等，科技与创新，2014太阳照射到地面上的辐射量可以分为直接辐射量和散射辐射量两种。光伏发电主要是对照射到电池板上的直接辐射量和散射辐射量完成光电转化后进行发电。国内普遍对直接辐射量的利用比较关注，而往往忽略了散射辐射量在光伏发电中的作用。

太阳能资源越好，直射辐射的比例越高，大部分地区散射辐射50%左右。

能够得到什么结论？对中国9个典型城市的最佳倾角和倾斜面上辐射量进行计算，对散射在光伏发电设计中的影响进行分析，得出以下几点结论：①从文中9个城市的散射辐射量所占比例可以看出，我国大部分地区地面散射辐射量占地面总辐射量的比例在35%～75%之间。②当冬季散射辐射量所占比例较大，并且冬季总辐射量小于夏季总辐射量时，冬季辐射量对最佳倾角的影响较小，最佳倾角主要受夏季辐射量的影响，使得大部分地区的最佳倾角比纬度值小，差值受冬季散射辐射量所占比例和冬季总辐射量与夏季总辐射量比例的影响。③在研究固定式支架倾角时，太阳总辐射量中的直射辐射量对角度的敏感性强，散射辐射量对角度的敏感性弱。最佳倾角主要增加的是电池板接收到的总辐射量中的直射辐射量，而对散射辐射量的接收量是有限的。④当支架倾角不在最佳倾角时，表面辐射量有所减小。辐射量减小1%时，在不同散射辐射量占比的情况下，支架倾角和最佳倾角的角度差在10°±1°之间，并且随着散射量占比的增大，角度差呈现单调递增的趋势。随堂小作业：散射辐射和直接辐射对太阳电池光电转换有何影响，对光伏发电系统有何影响？22亿分之一到达地球穿过大气层到陆地表面（相当于目前全世界一年内消耗各种能源所产生的3万5千倍）2.太阳光谱范围与光伏的光谱相应地球上的辐射能来源于太阳，太阳辐射能量的99.9%集中在0.2～10微米（μm）的波段，其中的波长短于0.4μm的称为紫外辐射，0.4～0.75μm的称为可见光辐射，而长于0.75μm的称为红外辐射。此外，太阳光谱在0.29～3.0μm范围，称为短波辐射，目前气象站主要观测这部分太阳辐射。硅太阳电池、薄膜电池、聚光电池等光谱响应度不一样，相应波段不同3.常用名词解释：短波辐射

：波长介于0.28μm～3μm的电磁辐射。直接辐射：从日面及其周围一小立体角内发出的辐射。水平面直接日射：水平面上接收到的直接辐射。散射辐射：太阳辐射被空气分子、云和空气中的各种微粒分散成无方向性的、但不改变其单色组成的辐射。总辐射：水平面从上方2π立体角范围内接收到的直接辐射和散射辐射之和。(MJ/m2或者kWh/m2)太阳能资源稳定度:太阳能资源年内变化的状态和幅度大气质量（AM）：太阳在任何位置与在天顶时通过大气到达观测点的路径之比。

太阳能资源评估太阳能评估指标太阳能资源丰富程度太阳能资源稳定程度太阳能资源利用价值太阳能日资源最佳利用时段

以太阳总辐射的年总量为指标，进行太阳能资源丰富程度评估。

一年中各月日照时数大于6小时的天数最大值与最小值的比值。

利用各月日照时数大于6小时的天数为指标，反映一天中太阳能资源的利用价值。

利用太阳能日变化的特征作为指标，评估太阳能资源日变化规律。

太阳总辐射年总量资源丰富程度≥1750KW·h/(m2·a)或≥6300MJ/（m2·a）资源丰富1400～1740KW·h/(m2·a)或5040～6300MJ/（m2·a）资源较丰富1160～1400KW·h/(m2·a)或3780～5040MJ/（m2·a）资源较贫乏＜1160KW·h/(m2·a)或<3780MJ/（m2·a）资源贫乏太阳能资源丰富程度等级太阳能资源丰富程度中国气象局发布的《太阳能资源评估方法》对全国太阳能资源丰富程度分布进行了区划：

太阳能资源稳定程度中国气象局发布的《太阳能资源评估方法》对全国太阳能资源稳定程度分布进行了区划：太阳能资源稳定程度等级太阳能资源稳定程度指标稳定程度＜2稳定2～４较稳定＞4不稳定太阳能资源稳定程度用各月的日照时数大于6h天数的最大值与最小值的比值表示目录、太阳能资源评估：太阳相关概念及评价方法；太阳能资源评估不能满足需求；、太阳能电站宏观选址和规划、太阳能资源测量平台、实例分析现有太阳能资源评估技术落后于电力行业需求气象部门提供的太阳能资源数据

太阳辐射站分布稀疏，全国只有17个气象台有水平面太阳总辐射和散射辐射的数据；县级气象站只能提供“日照时数”；时间分辨率精度只能达到天。太阳能资源的特性

太阳能资源在空间尺度上的分散性、时间尺度上的随机性。无法满足电力行业需要基于多时间尺度的太阳能资源评估技术137太阳能资源具有间歇性和随机性的特点，研究有时效性的区域太阳能资源实时分布的计算与评估方法。问题归纳以及解决方案气象部门提供的太阳能资源评估方法不能满足电力行业需求，研究基于多时间尺度的太阳能资源丰富度和稳定度评价理论。目前尚无一套针对太阳能电站规划与开发的资源评估工具，开发基于分钟级实测气象数据的太阳能资源评估软件及太阳能电站规划与辅助设计系统(组件选型、倾角设计等)。从电力行业需求出发实现太阳能资源评估以北京为例的太阳能资源评估北京市1978~2012年逐年日照时数太阳总辐射年总量资源丰富程度≥1750kW

•h/(m

²•a)资源最丰富6300MJ/(m

²•a)1400～1750kW

•h/(m

²•a)资源很丰富5040～6300MJ/(m

²•a)1050～1400kW

•h/(m

²•a)资源丰富3780～5040MJ/(m

²•a)＜1050kW

•h/(m

²•a)资源一般＜3780MJ/(m

²•a)丰富程度的评价依据太阳能资源稳定程度用各月的日照时数大于6h天数的最大值与最小值的比值表示：太阳能资源稳定程度指标稳定程度＜2稳定2～4较稳定＞4不稳定以北京为例的太阳能资源评估：

根据北京统计年鉴，1978年~2012年北京市年平均日照时数为2573.6h，年累计太阳能辐射量达到5227.14MJ/m2，丰富度等级为资源很丰富。

并且，北京地区的太阳能资源稳定程度很好，属于稳定等级，为北京地区利用太阳能提供了极为有利的自然条件。因此，北京发展太阳能资源的前景良好。目录、太阳能资源评估、太阳能电站宏观选址和规划、太阳能资源测量平台、实例分析二、太阳能电站宏观选址和规划

影响因素——1.宏观影响因素（气候、自然地理）2.微观影响因素（温度、风、降尘、阴影）3.社会经济因素

二、太阳能电站宏观选址和规划

1.宏观影响因素1.1气候条件１）太阳总辐射太阳总辐射由直接辐射和散射辐射组成，是反映一个地区太阳能资源丰富程度的重要指标。太阳总辐射受地理纬度、日照时数、海拔高度和大气成分等因素的影响。类别全年日照时数(h)年总辐射量(MJ/m2)主要地区13200～34006680～8400宁夏北部\甘肃北部\新疆东南部\青海西部\西藏西部23000～32005852～6680河北北部\山西北部\内蒙宁夏南部\甘肃中部\青海东部\西藏东南部和新疆南部32200～30005016～5852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\广东与福建南部\江苏和安徽北部\北京41400～22004190～5016湖北\湖南\江西\浙江\广西\广东北部\陕西南部\江苏和安徽南部\黑龙江51000～14003344～4190四川和贵州省

二、太阳能电站宏观选址和规划

1.宏观影响因素1.1气候条件２）散射在总辐射中所占比例（或者直射比）散射在总辐射中所占比例随着大气光学质量或者天空的阴云程度的增加而增加，所占比例越低则反映出该地区天空晴朗，空气光学质量越好。

二、太阳能电站宏观选址和规划

1.宏观影响因素1.1气候条件３）峰值日照时数（等量太阳时）

每天地表接收的太阳辐射量相当于平均１kW/m2的同等时数。等量太阳时是衡量一个地方太阳能可利用价值大小的一个重要指标。等量太阳时越高，这个地方太阳能可利用价值越大.

二太阳能电站宏观选址和规划

1.宏观影响因素1.1气候条件４）气温硅太阳能电池输出功率随温度的升高而降低，较低的气温可以保证太阳能电池以较高的效率运行。

二太阳能电站宏观选址和规划

1.宏观影响因素1.2自然地理条件１）地理位置电站距离变电站及城市等用电中心越近越好，这样可以减少大量电能在运输过程中的消耗。交通运输便利，有利于建站施工安装及运行维修管理。

二太阳能电站宏观选址和规划

1.宏观影响因素1.2自然地理条件２）土地类型太阳辐射能量密度低，太阳能光伏电站需要很大面积的廉价土地，如戈壁、半固定沙漠、盐碱地等。耕地、草原等土地利用价值大的地区不宜开发。

二太阳能电站宏观选址和规划

1.宏观影响因素1.2自然地理条件

３）地形光伏电站要建在地势平坦、开阔且周围没有高大建筑物、树木、电线杆等能投影到太阳能电板上的遮蔽物。坡度越小越好，坡向朝向正南方向，因为固定式光伏电池平板在北半球朝南架设能够接收到的太阳辐射最多.

青海格尔木光伏电站

二、太阳能电站宏观选址和规划

2.微观影响因素2.1温度

2.2风向、风速风对太阳能电站的影响，主要体现在对组件温度、物理损坏和磨蚀与降尘影响。

二、太阳能电站宏观选址和规划

2.微观影响因素

2.3降尘及沙尘暴

飘浮在空中的沙尘会使到达地面的太阳辐射量减少。沉积在太阳能电池表面的沙尘对电池性能的影响很大。附着在光伏电池上的沙尘会反射部分到达电池的太阳辐射，降低电池的转化率，还会引起跟光装置失效。降尘对电池开路电流、最大输出功率、填充因子都表现出不良影响。

二太阳能电站宏观选址和规划

2.微观影响因素2.4阴影太阳能电池的阴影是由周围物体（树木、电线杆、建筑物）投射到电池平板上的，飞鸟粪便和树叶等因素也会产生阴影。

二、太阳能电站宏观选址和规划

3.社会、经济因素根据国家及地方政策和经济发展规划，选定拟建光伏电场建设区域。电网接入情况其他限制条件

随堂小作业：影响光伏发电系统选址的宏观因素、微观因素和社会经济因素分别是什么？宏观影响因素气候条件：太阳总辐射、直射比、等量太阳时、气温自然地理条件：地理位置、土地类型、地形微观影响因素温度、风向、风速、降尘及沙尘暴、阴影社会、经济因素国家及地方政策和经济发展规划，电网接入情况，其他限制条件影响因素小结：补充：影响光伏电站发电量的因素：太阳能资源光伏系统的发电量是由太阳的辐射强度决定的，太阳辐射量与发电量呈正相关关系。太阳的辐射强度、光谱特性是随着气象条件而改变的。为什么不是线性相关？太阳光谱范围与光伏的光谱相应地球上的辐射能来源于太阳，太阳辐射能量的99.9%集中在0.2～10微米（μm）的波段，其中的波长短于0.4μm的称为紫外辐射，0.4～0.75μm的称为可见光辐射，而长于0.75μm的称为红外辐射。此外，太阳光谱在0.29～3.0μm范围，称为短波辐射，目前气象站主要观测这部分太阳辐射。影响光伏电站发电量的因素：太阳能资源硅太阳电池、薄膜电池、非晶硅电池等光谱响应度不一样，相应波段不同影响光伏电站发电量的因素：太阳能资源影响光伏电站发电量的因素：组件安装方式同一地区不同安装角度的倾斜面辐射量不一样，倾斜面辐射量可通过调整电池板倾角（支架采用固定可调式）或加装跟踪设备（支架采用跟踪式）来增加。不同跟踪方式全年太阳能收益对比固定纬度角：比水平面提高14%；单轴水平跟踪：提高40%；单轴跟踪倾纬度角：提高52%；双轴高精度跟踪：提高56%。纬度：33.43ºN，经度：112.02ºE，海拔：339米。美国Arizona州PhenixWBANNo.：23183气象站1961-1990的测试数据：纬度：33.43ºN，经度：112.02ºW，海拔：339米，气压：974毫巴影响光伏电站发电量的因素：组件安装方式影响光伏电站发电量的因素：组件安装方式竖向布置横向布置目前竖向布置的电站会更多一些。二者不同布置方式对发电量有何影响？影响光伏电站发电量的因素：组件安装方式影响光伏电站发电量的因素：组件安装方式前后排遮挡造成的影响纵向布置时被遮挡的图横向布置时被遮挡的图当组件纵向排布时，阴影会同时遮挡3个电池串；当组件横向排布时，阴影只遮挡1个电池串。横向布置减少了遮挡损失！随堂小作业：光伏组件横向排布和纵向排布对发电量的影响是什么？为什么？影响光伏电站发电量的因素：组件的温升随着晶体硅电池温度的增加，开路电压减少，在20-100℃范围，大约每升高1℃每片电池的电压减少2mV；而电流随温度的增加略有上升。总的来说，温度升高太阳电池的功率下降，典型功率温度系数为－0.35%/℃，即电池温度每升高1℃，则功率减少0.35%。中午12点左右，组件温度达到60°C，效率只有85%。逆变器容量？？影响光伏电站发电量的因素：组件的温升影响光伏电站发电量的因素：逆变器容量配比逆变器容量配比指逆变器的额定功率与所带光伏组件容量的比例。由于光伏组件的发电量传送到逆变器，中间会有很多环节造成折减，且逆变器、箱变等设备大部分时间是没有办法达到满负荷运转的，因此，光伏组件容量应略大于逆变器额定容量。根据经验，在太阳能资源较好的地区，光伏组件：逆变器=1.2：1是一个最佳的设计比例。

主动超配

光伏阵列的连接方式一般是将部分光伏电池串联成串后，再将若干串并联。串联数目根据其最大功率点电压与负载运行电压相匹配原则设计，选择串联的光伏电池串数应适中。光伏阵列的构成依据变换器工作点电压和电流与光伏电池板最大功率点电压、电流相匹配的原则构成。光伏电池串并联示意图串影响光伏电站发电量的因素：组件串并联匹配影响光伏电站发电量的因素：组件串并联匹配组件串联会由于组件的电流差异造成电流损失，组串并联会由于组串的电压差异造成电压损失。CNCA/CTS00X-2014《并网光伏电站性能检测与质量评估技术规范》（征求意见稿）中：要求组件串联失配损失最高不应超过2%。影响光伏电站发电量的因素：组件串并联匹配随堂小作业：光伏组串失配是什么原因带来的，包括什么类型，对发电量的影响是什么样，为什么？影响光伏电站发电量的因素：组件遮挡组件遮挡包括灰尘遮挡、积雪遮挡、杂草、树木、电池板及其他建筑物等遮挡，遮挡会降低组件接收到的辐射量，影响组件散热，从而引起组件输出功率下降，还有可能导致热斑。影响光伏电站发电量的因素：组件遮挡组件遮挡包括灰尘遮挡、积雪遮挡、杂草、树木、电池板及其他建筑物等遮挡，遮挡会降低组件接收到的辐射量，影响组件散热，从而引起组件输出功率下降，还有可能导致热斑。影响光伏电站发电量的因素：组件遮挡影响光伏电站发电量的因素：组件遮挡西北地区，一次沙尘暴可以导致电量损失5%，东部地区的雾霾可能造成功率全部损失！影响光伏电站发电量的因素：组件的功率衰减组件功率的衰减是指随着光照时间的增长，组件输出功率逐渐下降的现象。组件衰减与组件本身的特性有关。其衰减现象可大致分为三类：破坏性因素导致的组件功率骤然衰减；组件初始的光致衰减；组件的老化衰减。CNCA/CTS00X-2014《并网光伏电站性能检测与质量评估技术规范》多晶硅组件1年内衰降率不超过2.5%，2年内衰降率不超过3.2%；单晶硅组件1年内衰降不应超过3.0%，2年内衰降不应超过4.2%。影响光伏电站发电量的因素：组件的功率衰减所谓光致衰减是指阳光的照射导致电池片功率下降的现象。两组电池片(一组经初始光照，另一组未经初始光照)，分别将其编号为I和II。影响光伏电站发电量的因素：组件的功率衰减老化衰减是指阳光的照射导致电池片功率下降的现象。光伏组件材料老化衰减主要可从电池片功率衰减及封装材料的性能退化两方面分析，而影响这两方面因素的主要原因是紫外线照射及湿热老化环境。玻璃性能退化很少。影响光伏电站发电量的因素：组件的功率衰减老化衰减是指阳光的照射导致电池片功率下降的现象。影响光伏电站发电量的因素：例行维护例行维护检修是电站必须进行的工作，安排好检修计划可以减少损失电量。电站应结合自身情况，合理制定检修时间，同时应提升检修的工作效率，减少电站因正常维护检修而损失的发电量。光伏电站运行的主要工作：监视电站设备的主要运行参数、统计电站发电量、接受电网调度指令。巡视检查电站设备的状态，检查