《太陽能發(fā)電系統(tǒng)培訓》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《太陽能發(fā)電系統(tǒng)培訓(17頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、太陽能光伏系統(tǒng)的培訓,一、光伏系統(tǒng)分類 、獨立太陽能供電系統(tǒng) 、并網(wǎng)太陽能供電系統(tǒng),1、獨立直流供電系統(tǒng) 直流供電系統(tǒng)主要用于郵電通信、遙測、檢測等設備電源,其原理如圖示:,一、獨立太陽能供電系統(tǒng),2、獨立交直流供電系統(tǒng) 交直流供電系統(tǒng)除了給您提供所需直流動力外還將給您提供交流 220VAC/380VAC、50HZ正弦波電力,特別適合應用于無電山村、郵電通信、邊防海島、部隊及野外作業(yè)以及大型電站,其原理如圖所示:,3、光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng) 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)通過把光伏轉(zhuǎn)化為電能,不經(jīng)過蓄電池儲能,直接通過并網(wǎng)逆變器,把電能送上電網(wǎng)。光伏并網(wǎng)發(fā)電是光伏電源的發(fā)展方向.,太陽能電池的原理,太陽能是人
2、類取之不盡用之不竭的可再生能源。也是清潔能源,不產(chǎn)生任何的環(huán)境污染。在太陽能的有效利用當中;大陽能光電利用是近些年來發(fā)展最快,最具活力的研究領域,是其中最受矚目的項目之一。 制作太陽能電池主要是以半導體材料為基礎,其工作原理是利用光電材料吸收光能后發(fā)生光電于轉(zhuǎn)換反應,根據(jù)所用材料的不同,太陽能電池可分為: 1、硅太陽能電池; 2、以無機鹽如砷化鎵III-V化合物、硫化鎘、 銅銦硒等多元化合物為材料的電池; 3、功能高分子材料制備的大陽能電池; 4、納米晶太陽能電池等。,一、硅太陽能電池,1硅太陽能電池工作原理與結(jié)構(gòu) 太陽能電池發(fā)電的原理主要是半導體的光電效應, 一般的半導
3、體主要結(jié)構(gòu)如下: 圖中 ,正電荷代表硅原子,負電荷代表圍繞在硅原子旁邊的四個電子,,當硅晶體中摻入其他的雜質(zhì),如硼、磷等,當摻入硼時,硅晶體中就會 存在著一個空穴,它的形成可以參照下圖: 圖中,正電荷表示硅原子,負電荷表示圍繞在硅原子旁邊的四個電子。而黃色的表示摻入的硼原子,因為硼原子周圍只有3個電子,所以就會產(chǎn)生入圖所示的藍色的空穴,這個空穴因為沒有電子而變得很不穩(wěn)定,容易吸收電子而中和,形成P(positive)型半導體。 同樣,摻入磷原子以后,因為磷原子有五個電子,所以就會有一個電子變得非?;钴S,形成N(negative)型半導體。黃色的為磷原子核,紅色的為多余
4、的電子。如下圖。,,當P型和N型半導體結(jié)合在一起時,在兩種半導體的交界面區(qū)域里會形成一個特殊的薄層),界面的P型一側(cè)帶負電,N型一側(cè)帶正電。這是由于P型半導體多空穴,N型半導體多自由電子,出現(xiàn)了濃度差。N區(qū)的電子會擴散到P區(qū),P區(qū)的空穴會擴散到N區(qū),一旦擴散就形成了一個由N指向P的“內(nèi)電場”,從而阻止擴散進行。達到平衡后,就形成了這樣一個特殊的薄層形成電勢差,這就是PN結(jié).,,由于半導體不是電的良導體,電子在通過pn結(jié)后如果在半導體中流動,電阻非常大,損耗也就非常大。但如果在上層全部涂上金屬,陽光就不能通過,電流就不能產(chǎn)生,因此一般用金屬網(wǎng)格覆蓋pn結(jié)(如圖 梳狀電極),以增加入射光的面積。另
5、外硅表面非常光亮,會反射掉大量的太陽光,不能被電池利用。為此,科學家們給它涂上了一層反射系數(shù)非常小的保護膜(如圖),將反射損失減小到5甚至更小。一個電池所能提供的電流和電壓畢竟有限,于是人們又將很多電池(通常是36個)并聯(lián)或串聯(lián)起來使用,形成太陽能光電板。,硅電池的分類,硅太陽能電池分為單晶硅太陽能電池、多晶硅薄膜太陽能電池和非晶硅薄膜太陽能電池三種。 1.單晶硅太陽能電池轉(zhuǎn)換效率最高,技術(shù)也最為成熟。在實驗室里最高的轉(zhuǎn)換效率為24.7%,規(guī)模生產(chǎn)時的效率為15%。在大規(guī)模應用和工業(yè)生產(chǎn)中仍占據(jù)主導地位,但由于單晶硅成本價格高,大幅度降低其成本很困難,為了節(jié)省硅材料,發(fā)展了多晶硅薄膜和非
6、晶硅薄膜做為單晶硅太陽能電池的替代產(chǎn)品。 2.多晶硅薄膜太陽能電池與單晶硅比較,成本低廉,而效率高于非晶硅薄膜電池,其實驗室最高轉(zhuǎn)換效率為18%,工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的轉(zhuǎn)換效率為10%。因此,多晶硅薄膜電池不久將會在太陽能電地市場上占據(jù)主導地位。 3.非晶硅薄膜太陽能電池成本低重量輕,轉(zhuǎn)換效率較高,便于大規(guī)模生產(chǎn),有極大的潛力。但受制于其材料引發(fā)的光電效率衰退效應,穩(wěn)定性不高,直接影響了它的實際應用。如果能進一步解決穩(wěn)定性問題及提高轉(zhuǎn)換率問題,那么,非晶硅太陽能電池無疑是太陽能電池的主要發(fā)展產(chǎn)品之一。,,多晶硅,單晶硅,獨立光伏系統(tǒng)容量計算,太陽能電池組件配置計算 (1) 太陽能電池板的
7、容量計算 P=光源功率光源工作時間(17/12) 峰值日照時間(0.850.85) 在實際工作情況下,太陽能電池組件的輸出會受到外在環(huán)境的影響而降低,如泥土、灰塵的覆蓋和組件性能的衰減以及風力阻礙等。通常的做法就是在計算的時候減少太陽能電池組件的輸出的15%(衰減因子)來解決上述不可預知和不可量化的因素。 在蓄電池的充放電過程中,蓄電池會電解水產(chǎn)生氣體逸出,太陽能電池組件產(chǎn)生的電流中將有10%15%的部分不能轉(zhuǎn)化儲存起來而是耗散掉,我們用蓄電池的庫倫效率來評估這種電流損失。所以保守設計中有必要將太陽能電池組件的功率增加15%以抵消蓄電池的耗散損失。,,(2)太陽能電池容量的計算
8、 電池容量=負載功率日工作時間(存儲天數(shù)+1)放電深度系統(tǒng)電壓 其中系統(tǒng)電壓取決于太陽能電池板功率和負載功率的大小,其中5w80w均選用12V系統(tǒng)電壓,80w240w選用24V系統(tǒng)電壓。電池的容量還可根據(jù)客戶的要求去稍作修改. 以上計算沒考慮溫度的影響,若蓄電池的最低工作溫度低于-20,應對蓄電池放電深度加以修改,具體修正參數(shù)可以內(nèi)部商量!,THANKS!,,太陽能發(fā)電板發(fā)電原理: 太陽能電池是一對光有響應并能將光能轉(zhuǎn)換成電力的器件。能產(chǎn)生光伏效應的材料有許多種,如:單晶硅,多晶硅,非晶硅,砷化鎵,硒銦銅等。它們的發(fā)電原理基本相同,現(xiàn)以晶體為例描述光發(fā)電過程。P型晶體硅經(jīng)過摻雜磷可得N型硅,形成PN結(jié)。 當光線照射太陽能電池表面時,一部分光子被硅材料吸收;光子的能量傳遞給了硅原子,使電子發(fā)生了越遷,成為自由電子在PN結(jié)兩側(cè)集聚形成了電位差,當外部接通電路時,在該電壓的作用下,將會有電流流過外部電路產(chǎn)生一定的輸出功率。這個過程的實質(zhì)是:光子能量轉(zhuǎn)換成電能的過程。,