太阳电池11（应用）.ppt

1、光伏系统成本与其它发电方法比较,大气质量(AM1.5)太阳光谱,AM1.5太阳光谱与晶体硅太阳电池的可用光谱范围,半导体的基本知识,半导体的光伏效应,半导体p-n结空间电荷区示意图,半导体的光伏效应,P-N结太阳电池工作原理示意图,半导体的光伏效应,太阳电池的等效电路-单二极管模型,半导体的光伏效应,非晶硅太阳电池的制备,PECVD法生产非晶硅薄膜太阳电池原理示意图,非晶硅太阳电池的制备,非晶硅薄膜太阳电池串联连接结构示意图,非晶硅与晶硅太阳电池光谱响应,非晶硅(短波)与单晶硅(长波)太阳电池光谱响应曲线,太阳电池的电流-电压特性,光电转换效率理论效率 晶体硅：25-33% 影响因素 光学损失

2、:表面发射,栅指遮挡,透射损失 少子寿命 光谱响应 影响开路电压Voc的因素 串联电阻Rs和旁路电阻Rsh,太阳电池的种类,Siemens(4)和Astropower(5)单晶硅太阳电池 法国德国台湾多晶硅(4)太阳电池,太阳电池的种类,非晶硅太阳电池组件,太阳电池的种类,光伏系统的成本构成,光伏系统/太阳电池组件/硅片成本构成,太阳电池测试,太阳电池的电流-电压特性,单片晶硅电池的电流-电压特征曲线,太阳电池的电流-电压特性,工作电压/开路电压/短路电流与温度关系,太阳电池的电流-电压特性,太阳电池的连接,太阳电池并联(电流增加)太阳电池串联(电压增加) 太阳电池串-并混合连接(电流-电压都

3、增加),光伏系统的设计,光伏系统的构成 太阳电池组件的封装 太阳电池组件测试与耐侯试验 光伏系统设计程序 蓄电池的分类与性能 电子控制系统 光伏系统运行质量与经济性评估,光伏系统的构成,太阳电池组件 蓄电池储电或并网输电 逆变器 电子控制系统 电表:电网用电,并网输电记录 安装附件:组件固定,接线盒,电线 独立供电系统/辅助发电设备 并网发电,太阳电池组件,电压-功率不同的太阳电池组件25W,10W-0.4W,太阳电池组件封装,基本设备 - 激光切片机, 层压机, 固化箱, 组件电流-电压测试仪 封装材料 - 低铁钢化玻璃(3- 4mm), 太阳电池, EVA, Tedlar 封装方法 - 选

4、片- 切片- 测试- 焊接- 层压或胶封- 固化- 测试,太阳电池组件测试与耐侯试验,测试设备 - 电池组件电流-电压测试仪,EVA固化率,气泡 方法与程序 - 目测, 仪器测试 耐侯试验设备与实验程序 - 高低温试验,耐紫外线,耐湿,耐撞击试验 技术指标 - 组件工作电压,工作电流,功率,光伏系统的设计程序,负载功率情况和使用地点气候、地理数据的收集； 电池片类型、尺寸及数目的确定，电池片的排列图案及串并联设计； 蓄电池容量的确定； 不同功能的电子控制部分的选用； 系统功能优化,太阳电池组件测试,蓄电池分类与性能,分类 铅酸电池: 价廉, 大容量100Ah, 重量大, 适用大系统 NI-Cd

5、电池 : 价格较高, 容量小1Ah, 不环保, 记忆效应, 耐低温 NI-MH电池: 价格最高, 容量小2Ah, 不耐低温, 环保 太阳能蓄电池: 专用光伏系统,长寿命, 20年 性能 - 容量/ 体积比 充放电损失 温度范围: 所有电池不耐高温, 其它,蓄电池充电,蓄电池充电,电子控制系统,充放电控制 并网调节 自动控制 防雷击 参数记录,光伏系统运行质量与经济性评估,投资规模 月/年发电记录 性能退化情况 发电成本 经济效益 环保效果 研究示范,光伏系统的应用,10. 光伏系统的应用,卫星/航天飞机供电 太空太阳能发电站 电视广播通讯天线供电 城市公共设施供电 太阳能地面电站 独立户用光伏

6、系统 并网户用屋顶光伏系统 太阳能家用电器 交通娱乐工具供电 太阳能庭院灯路灯,卫星/航天飞机供电,卫星/航天飞机供电,300颗卫星使用ASE太阳电池,卫星/航天飞机供电,哈勃太空望远镜,飞机供电,德国Muenchen德意志博物馆展出的太阳能飞机 (2000年沈辉摄),电视广播通讯天线供电,在德国某地安装的用于电视发射天线供电系统, 350Wp,城市公共设施供电,Freiburg 运动俱乐部 Dreisam 足球场南看台与东看台上的100kW并网光伏系统, 投资80万马克, 电池组件600m2, 年发电56000kWh, 8000DM/kW,城市公共设施供电,德国公共汽车站站牌显示/高速公路报

7、警电话,太阳能地面电站,德国Stuttgart大学示范光伏系统 (2000年沈辉摄),太阳能地面电站,在瑞士能源经济部Bellinzona-Locarno铁路旁的太阳能电站, 标称功率103kW.,太阳能地面电站,在瑞士Soleil山上的并网的太阳能电站, 500kW,太阳能地面电站,中国太阳能地面电站,西藏7个无电县城的光伏电站 县城 安多 班哥 尼玛 改则 措琴 革吉 双湖 总计 居民 户数 1003 560 500 500 226 150 100 3039 功率 (KW) 100 70 55 80 50 40 25 420 赵玉文提供,中国太阳能地面电站,西藏安多县光伏电站100kW,

8、为1003户提供电能,独立光伏系统,适用远离电网的农村,海岛,山区 需要蓄电池 辅助发电设备 可采用风光互补系统,独立户用光伏系统,1987年德国ISE在Freiburg附近的Oberried设计与建造的距离公用电网5 km的山上旅馆-Rappenecker大院的4kW光伏系统, 带辅助发电机, 共花费12 万DM, 而与电网接通需38 万DM,并网发电-屋顶计划,德国率先提出并实施并网发电的屋顶计划: - 1990年德国提出1000太阳屋顶计划, 在私人住宅屋顶推广1- 5KW户用光伏并网系统, 到1994年安装2500套, 共计4MW, 政府补贴超过1亿马克; 德国实施的并网屋顶光伏系统优

9、点: - 系统配置成套; - 发电功率可随时扩展; - 容易自行安装; - 不用蓄电池, 省钱环保; - 发电过剩时, 可输入公共电网; - 可得到联邦政府州及城镇政府资助,并网发电-屋顶计划,- 1997年6月, 克林顿宣布百万太阳能屋顶计划, 计划在2010年以前, 在100万座建筑物上安装太阳能光伏与光热系统, 如此将实现CO2年排放量减少300吨; - 1997年12月, 印度政府宣布到2002年要在全国推广150万套太阳能屋顶; - 1998年德国提出10万太阳屋顶计划, 世界最大屋顶光伏系统安装在新墨尼黑贸易展览中心, 共1MW, 与20KW电网相联, 每年发电100万度, 足够3

10、40户德国家庭使用; - 2000年澳大利亚在悉尼成功举办奥运会, 共在悉尼运动员村安装665套1KW的屋顶光伏系统, 为世界最大的光伏住宅小区; - 2000年意大利执行“全国太阳能屋顶计划”, 到2002年将安装光伏组件达到50MW; - 蒙古10000屋顶计划, 农村电气化, 2005: 5MW; 2010: 10MW - 日本、南韩、印度、马来西亚等也有类似的计划实施。,并网屋顶光伏系统,德国推行的住宅并网发电的屋顶计划,并网屋顶光伏系统,1991年在德国Haiger-Weidelbach建造的由1000屋顶计划资助的3320W并网光伏系统, 第一年提供交流电2347kWh, 理想电量

11、3538kWh, 逆变效率达到66.3%, 1000DM/W, 黑森州50%资助,并网屋顶光伏系统,1992年建造的德国Freiburg-ISE的Wilhelm Stahl先生高技术太阳能住宅, 圆了Adolf Goetzberger 1987年的梦, 用84块单晶硅电池组件(50W), 共4200kW (面积36m2), 年发电4500kWh,并网光伏系统,并网屋顶光伏系统,1994年安装在德国Freiburg印刷厂屋顶上的 的25kW光伏系统,交通娱乐工具供电,2001年乘坐德国Hamburg太阳能游艇,共约8kW太阳电池,2t重铅酸蓄电池,交通娱乐工具供电,太阳能微型三轮车(1986)和太阳能微型轿车