太阳能发电系统及其各组成部分主要作用

太阳能发电系统及其各组成部分主要作用
太阳能发电系统及其各组成部分主要作用

太阳能发电系统及其各组成部分主要作用

A1341班朱思灵 11308110104

一、太阳能发电是利用电池组件将太阳能直接转变为电能的装置。太阳能电池组件(Solar cells)是利用半导体材料的电子学特性实现P-V 转换的固体装置,在广大的无电力网地区,该装置可以方便地实现为用户照明及生活供电,一些发达国家还可与区域电网并网实现互补。目前从民用的角度,在国外技术研究趋于成熟且初具产业化的是"光伏--建筑(照明)一体化"技术,而国内主要研究生产适用于无电地区家庭照明用的小型太阳能发电系统。

二、太阳能发电系统的组成:

(1)太阳能电池板:太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分,也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能

力转换为电能,或送往蓄电池中存储起来,或推动负载工作。

(2)太阳能控制器:太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态,并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方,合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项;

(3)蓄电池:一般为铅酸电池,小微型系统中,也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来,到需要的时候再释放出来。

(4)逆变器:DC-AC逆变器

逆变器按激励方式,可分为自激式振荡逆变和他激式振荡逆变。主要功能是将蓄电池的直流

电逆变成交流电。通过全桥电路,一般采用SPWM处理器经过调制、滤波、升压等,得到与照

明负载频率f,额定UN等匹配的正弦交流电供系统终端用户使用。

三、太阳能发电系统的效率

在太阳能发电系统中,系统的总效率ηese由电池组件的PV转换率、控制器效率、蓄电池效率、逆变器效率及负载的效率等组成。但相对于太阳能电池技术来讲,要比控制器、逆变器及照明负载等其它单元的技术

及生产水平要成熟得多,而且目前系统的转换率只有17%左右。因此提高电池组件的转换率,降低单位功率造价是太阳能发电产业化的重点和难点。太阳能电池问世以来,晶体硅作为主角材料保持着统治地位。目前对硅电池转换率的研究,主要围绕着加大吸能面,如双面电池,减小反射;运用吸杂技术减小半导体材料的复合;电池超薄型化;改进理论,建立新模型;聚光电池等。

四、太阳能发电系统的结构

阳能电池系一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片,其将高纯度的半导体材料加入一些不纯物使其呈现不同的性质,如加入硼可形成 P 型半导体,加入磷可形成 N 型半导体,PN 两型半导体相结合后,当太阳光入射时,产生电子与电洞,有电流通过时,则产生电力。由於单一太阳能电池所输出的电力有限,为提高其发电量,将许多太阳能电池经串并联组合封装程序后,做成模板,成为太阳能电池模板 ( Solar Module ) 。太阳能电池的发电能源来自於光的波长。太阳光是一种全域波长。此外白炽灯的波长与日光灯的波长不同。而太阳能电池以阳光或白炽灯之波长为较适用。而且太阳能电池有三种,其中太阳能电子计算机上的太阳能电池是属於「室内型的非晶」,如果长期拿到户外曝晒,且串并联为较大电压及电流时,将导致其内部连结组织烧断而损坏太阳能电池(soler cell)亦称光伏打电池把太阳能直接转换成电能的半导体器件,当太阳光入射时被吸收的光子使PN节的2侧P区和N 区产生电子-空穴对,由于扩散而直达空间电荷区,在PN结的强电场作

用下而分离,电子移向低电位N区,空穴移向P区,由于电子和空穴的积累,P区和N区间就产生了光生电动势。太阳能电池目前造价太高,家庭使用不合算。

简单的说吧。就是由于光子的能量照射到硅和锗构成的半导体PN 结中的电子孔穴位置,而电子就会产生迁跃,从而在两端的半导体硅中产生电压,如果该电压形成回路,则产生电流。

也就是:

如果把p型半导体和n型半导体紧密地结合起来,或者在一块半导体中由于掺杂不同,一边做成p型半导体,另一边做成n型半导体,由于电子和空穴的互扩散作用,便形成了p-n结,并在结的两边形成了由n型区指向p型区的内建电场。当光照射时,这些已掺入少量三价或五价元素的硅半导体,内部产生了许多电子-空穴对,在内建电场的作用下,电子向n型区移动,空穴向p型区移动,这样,n型区有很多电子,p型区有很多空穴,在p-n结附近就形成了与内建电场方向相反的光生电场,它的一部分抵消了内建电场,其余部分则使p区带正电,n区带负电,于是在n区与p区之间产生了光生伏特电动势。这种现象就叫做“光生伏特效应”。

太阳电池正是应用了光生伏特效应原理,采用硅、砷化镓、硫化镉等为原料,掺入适量的杂质,经过严密的工艺制成的。如果在电池两端接上负载,则被结所分开的电子和空穴,通过太阳电池表面的栅线汇集,在外电路产生光生电流。

如图:

五、结束语:

绿色能源和可持续发展问题是本世纪人类面临的重大课题,开发新能源,对现有能源的充分合理利用已经得到各国政府的极大重视。太阳能发电作为一种取之不尽,用之不竭的清洁环保能源将得到前所未有的发展。随着太阳能产业化进程和技术开发的深化,它的效率、性价比将得到提高,它在包括BIPV在内的各个领域都将得到广泛的应用,也将

极大地推动中国"绿色照明工程"的快速发展。

太阳能光伏发电系统(PVsyst运用)

扬州大学能源与动力工程学院本科生课程设计 题目:北京市发电系统设计 课程:太阳能光伏发电系统设计 专业:电气工程及其自动化 班级:电气0703 姓名:严小波 指导教师:夏扬 完成日期: 2011年3月11日

目录 1光伏软件Meteonorm和PVsyst的介绍---------------------------------------------3 1.1 Meteonorm--------------------------------------------------------------------------3 1.2 PVsyst-------------------------------------------------------------------------------4 2中国北京市光照辐射气象资料-------------------------------------------------------11 3独立光伏系统设计----------------------------------------------------------------------13 3.1负载计算(功率1kw,2kw,3kw,4kw,5kw)-----------------------------13 3.2蓄电池容量设计(电压:24V,48V)----------------------------------------13 3.3太阳能电池板容量设计,倾角设计--------------------------------------------13 3.4太阳能电池板安装间隔计算及作图。-----------------------------------------16 3.5逆变器选型--------------------------------------------------------------------------17 3.6控制器选型--------------------------------------------------------------------------17 3.7系统发电量预估--------------------------------------------------------------------18

太阳能光伏发电站检测设备

太阳能光伏发电站检测设备 技术规范书 1 太阳能光伏发电站检测设备总则 本规范书适用于光伏发电站并网验收、风电场接入并网验收、光伏逆变器型式实验、风力发电机组地低电压穿越检测平台,包括主要设备及其辅助设备地功能设计、结构、性能、安装和实验等方面地技术要求.b5E2RGbCAP 要求该检测平台能够同时满足现场安装在风电场地单台风电机组低电压穿越能力检测,满足光伏发电站并网接入验收地低电压穿越能力检测,满足光伏逆变器与风电发电机组地型式实验地低电压穿越实验检测.p1EanqFDPw 本规范书所提出地是最低限度地技术要求,并未对一切技术细节做出规定,也未充分引述有关标准和规范地条文.供方应保证提供符合本规范书和工业标准地优质产品.DXDiTa9E3d 2 太阳能光伏发电站检测设备使用条件 2.1环境条件 a> 户外环境温度要求:-40℃~ 50℃; b> 户外环境湿度要求:0~90% ; c> 海拔高度: 0~2000M<如果超过2000M,需要提前说明). 2.2安装方式:标准海运集装箱内固定式安装. 2.3储存条件 a)环境温度-50℃~50℃; b)相对湿度 0~95% . 2.4工作条件

a> 环境温度-40 oC~40oC; b> 相对湿度 10%~90%,无凝露. 2.5电力系统条件 a> 电网电压最高额定值为35kV,电压运行范围为31.5kV~40.5kV;同时也可 以同时满足10kV\20kV电网电压地实验检测.RTCrpUDGiT b> 电网频率允许范围:48~52Hz; c> 电网三相电压不平衡度:<= 4%; d> 电网电压总谐波畸变率:<= 5%. 2.6负载条件 负载包括直驱或双馈式等风力发电机组,其总容量不大于6.0MVA.其控制和操作需要满足国家关于风电机组电电压穿越测试与光伏发电站地相关测试规程技术要求.5PCzVD7HxA 本检测平台能够同时满足同等条件下光伏电站或光伏逆变器地低电压穿越能力测试. 2.7接地电阻:<=5Ω. 3 太阳能光伏发电站检测设备地技术要求 3.1 结构及原理要求 根据模拟实际电网短路故障地要求,测试系统须采用阻抗分压方式,原理如下图1所示(以实际为准>.测试系统串联接入风电机组出口变压器高压侧(35kV、20 kV、10 kV侧>.jLBHrnAILg

一种简易的小型太阳能控制器

一种简易的小型太阳能控制器 摘要:本文主要研究带有蓄电池储能独立式光伏发电系统,对太阳能控制器的功能模块进行了简要说明,并阐述了蓄电池的充电策略。在此基础上,对其硬件电路进行详细说明,之后通过蓄电池管理系统(BMS)电压测量,对其电压值进行校正。并给出了系统进行软件设计。该控制器主要通过观测指示灯来获取蓄电池的电压,同时单片机PIC16F676来控制,MOS管的通断,既而影响太阳能电池板对蓄电池充电,以及蓄电池对负载供电。立足低成本高性能,具有较高的性价比,已在偏远地区广泛应用,效果良好。 关键词:太阳能控制器;PIC16F676;蓄电池 A simple small sized solar energy controller Abstract: I have a research about a stand-alone photovoltaic energy storage system with a battery in this paper,the components of the solar energy controller are introduced briefly, the voltage of battery was measured and corrected by Battery management system(BMS),while the strategy of charging the battery are described. On this basis, their parts of hardware circuits are explained in detail. the software design about the system has been finished. The controller obtained the battery voltage by observing the lights, and PIC16F676 microcontroller controlling the MOS turned on or off, Subsequently which affected the battery charged by solar panels and battery power to the load.Based on low-cost high-performance, it has been widely used in remote areas with the excellent effect. Keywords:solar energy controller; PIC16F676; battery 在能源日益减少的今天,从环保主义的角度出发开发并利用新能源是非常有必要的。新能源是传统能源以外的其他各种能源形式。目前处于正在积极研究或者已经刚开始开发利用,太阳能是一种新兴能源,其环保洁净、资源丰富、并且不依赖与地域环境。由于太阳能电池板输出电压很多时候不够稳定,一般不能直接单一给负载供电,需要在中间加上储存电能的装置。同时太阳能控制器作为光伏发电系统的重要组成部分,能够通过指示灯来显示蓄电池的端电压,使单片机部分可以对其控制。本设计采用铅酸蓄电池,针对恒压充电方式和PWM脉冲式充电方式进行了改进,使之更适合小成本控制器,同时增加相应的保护措施,增加了蓄电池的使用寿命。 1 系统大致介绍 1.1太阳能控制器系统简介 太阳能控制器主要由太阳能电池板、蓄电池、单片机控制部分、负载等几部分组成。其大致框图如下所示:

2018年家庭光伏发电一平米多少钱

2018年家庭光伏发电一平米多少钱? 光伏发电项目近年来受到了各方面的关注,随着央视《新闻联播》、《人民日报》等多方位的媒体宣传,家庭光伏发电系统的安装也逐渐火热。 对于家庭光伏系统,用户最关心的,当属投资一套光伏系统需要多少钱?家庭光伏发电一平米需要多少钱? 投资一套光伏系统需要多少钱? 随着我国光伏技术的进步,光伏组件的发电成本越来越低,发电效率持续却持续走高。目前,光伏组件的市场价为7元/W,包含光伏组件、逆变器、支架、配电箱等在内的全套系统,若安装容量较大,成本会更低。 光伏系统是以瓦(W)为计算单位的,目前市场上使用较多的光伏组件有多晶组件275W、单晶组件285W,即每块光伏组件的功率为275W、285W。

假设用户想安装5KW(5000W)的家庭光伏电站,则投资金额约为3.5万元左右。假设用户想安装20KW的家庭光伏电站,则投资金额约为13万元左右。 家庭光伏发电一平米需要多少钱? 不同的屋顶形式所需要的设计、施工安装方案不同。一般来说,在屋顶为平房的情况下,10平方米屋顶可以安装1KW的光伏电站。按照7元/W的光伏组件市场报价,则每平方米需要700元。 屋顶为斜坡的情况下,10平方米屋顶可以安装1.3KW的光伏电站。按照7元/W的市场报价,则斜坡屋顶每平方米需要910元。 别墅屋顶由于设计不同,需要以实际测量数据来计算。 以上结果都是在理论的基础上计算的,具体数据还需要现场勘测之后,在最终设计方案下得出结论。其中以上计算包含有光伏组件、逆变器、支架、线缆、配电箱等所在内的全套光伏系统。

随着光伏技术的进步以及相关行业的发展成熟,光伏发电的成本会越来越低。相信在国家政策的引导、光伏行业的技术进步以及国民素质的逐渐认可下,全民光伏的时代一定会到来。 以上就是日兆光伏小编给大家介绍的光伏发电政策相关内容,如果大家还想了解其他光伏发电内容可以关注我们官微也可点击官网咨询我们,或者拨打我们官方电话,我们会在及时给您答复,或者留下您的电话号码。 深圳市日兆光伏能源有限公司,位于深圳前海片区,成立于2014 年,是一家从事太阳能光伏系统集成和光伏应用产品的销售、安装、运维售后服务为一体的高科技企业。公司主营:光伏发电、分布式光伏发电、并网光伏发电,本着技术过硬、客户至上的原则为广大用户提供满意的服务。公司拥有训练有素、施工经验丰富的技术人员,熟悉电网公司对分布式光伏并网发电工程项目的流程和要求。对居民和非居民的分布式光伏并网、离网发电工程项目提供“一站式”的服务。 为了在全国各地开展光伏应用推广以及售后服务工作,公司在光伏领域率先提出了“光伏4S店”概念。通过公司全体员工以及合作伙伴的共同努力,现在总公司已在全国各个省市区相继开设100家分公

太阳能光伏发电系统毕业设计

(BIPV)光伏发电示范项目系统设计建议书 示范项目名称:XXXXXXXXX示范项目 二〇一〇年十月

目录 第1章项目概况 (1) 1.1 项目地理情况 (1) 1.1.1 地理位置 (1) 1.1.2 供电要求 (1) 1.2 项目建筑类型(BIPV) (2) 第2章一般光伏发电系统的价格构成 .................................................... 错误!未定义书签。第3章光伏并网发电系统设计原则与原理 (2) 3.1 总体设计原则 (3) 3.1.1 视觉美观性 (3) 3.1.2 太阳辐射量 (3) 3.1.3 电缆长度 (4) 3.2 方案设计原理 (4) 第4章光伏系统监控设计 (6) 第5章效益分析 (7) 5.1 发电量计算与节能减排量分析 (8) 5.2 资金投入与效益分析 (10) 第6章某太阳能电源技术有限公司 ........................................................ 错误!未定义书签。 6.1 雄厚的集团背景................................................................................................................................ 错误!未定义书签。 6.2 超强的项目管理能力....................................................................................................................... 错误!未定义书签。 6.3 卓越的设计团队................................................................................................................................ 错误!未定义书签。 6.4 “一揽子交钥匙服务”................................................................................................................... 错误!未定义书签。 6.5 增值服务 ............................................................................................................................................. 错误!未定义书签。第7章在节能方面为万达服务过的项目 .. (20) 第8章附录《政策分析》 (21)

太阳能电池测试系统20080331

系统一: 太阳能电池量子效率测量系统 太阳能电池量子效率测量实际是首先测量太阳能电池光谱响应度,然后再经过计算得到。太阳能电池的光谱响应度和量子效率的测测量对太阳能电池的生产工艺、性能研究和高效应用都是极其重要的。 一、量子效率测量原理 1. 太阳能电池的光谱响应的测量 光谱响应分为绝对光谱响应和相对光谱响应。 太阳电池的绝对光谱响应R A (λ)(单位:A/W)是指在某一特定波长λ处,太阳电池输出的短路电流I SC (λ) (单位:A)与入射到太阳电池上的辐射通量Φ(λ) (单位:W)的比值: ()()() ()1R A L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L λλλΦ=SC I 这里辐射通量Φ(λ)是用经过计量部门标定过的光电探测器测量,得到光电流Is(λ),其光谱响应为Rs(λ),则辐射通量为: ()()() ()2L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L λλλS S R I =Φ 将(2)代入(1),得到: ()()() ()()3R A L L L L L L L L L L L L L L L L L λλλλS S SC R I I = 2. 太阳能电池相对光谱响应的计算 在任一波长λ0下(一般为光谱响应的峰值),对太阳电池绝对光谱响应进行归一化。得到相对光谱响应: ()()() ()40L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L λλλA A R R R R = 3. 太阳能电池量子效率的计算

利用测量的太阳电池光谱响应度,可以计算太阳电池的量子效率η(λ): ()() ()524.1L L L L L L L L L L L L L L L L L L L λλληA R = 这里λ的单位为:μm。 二、系统组成 太阳能电池光谱响应测量系统包括如下部分: 1. 辐射光源及其电源:根据要求可选择不同的辐射光源,一般用溴钨灯。光源室还带有斩波器。 如果要求不高,可应用直流测量,此时可不用斩波器。 2. 分光单色仪:太阳电池的光谱响应范围在300-1200nm,至少要二块光栅。这里考虑到发展, 选用三光栅单色仪,光谱范围覆盖200nm-2500nm 的紫外、可见-近红外。单色仪部分还包括滤光片轮,用于消除多级光谱。 3. 探测器室:在探测器室中,放置太阳能电池和标准探测器。太阳能电池和标准探测器放置在电 动位移台上,实现自动切换。 探测器室中包括准直光路,将单色仪出来的发 散光转换成平行光,并通过可变光阑调节输出 光的强弱。 探测器室中还包括偏置光,使之达到一个太阳 常数,恒定的照射在被测太阳电池上。 4. 电测电控系统:主要用锁相放大器测试信 号的采集,用电移台控制器和单色仪控制 器控制自动测量。 5. 软件:设置系统各各部分的参数、测试标准探测器和太阳电池的参数,计算被测探测器的光谱响应度和量子效率,将测量数据和曲线存档和打印输出。

小型光伏发电系统

名称:小型光伏发电系统 简介:太阳能发电系统是利用太阳能电池直接将太阳能转换成电能的发电系统。它的主要部件是太阳能电池、蓄电池、控制器和逆变器。其特点是可靠性高、使用寿命长、不污染环境、能独立发电又能并网运行,受到各国企业组织的青睐,具有广阔的发展前景。家用太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池(组)组成。如输出电源为交流220V或110V,还需要配置逆变器。晶华威能源提供各种功率太阳能光伏发电系统的设计,施工,维护。充分满足客户不同的需求。 系统示意图 其他介绍 设置原理 家用太阳能发电系统的设计需要考虑的因素:1、家用太阳能发电在哪里使用?该地日光辐射情况如何?2、系统的负载功率多大?3、系统的输出电压是多少,直流还是交流?4、系统每天需要工作多少小时?5、如遇到没有日光照射的阴雨天气,系统需连续供电多少天?6、负载的情况,纯电阻性、电容性还是电感性,启动电流多大?7、系统需求的数量? 系统分类

家用太阳能发电系统分为离网发电系统与并网发电系统: 1、离网发电系统主要由太阳能电池组件、控制器、蓄电池组成。若要为交流负载供电,还需要配置交流逆变器。 2、并网发电系统就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入公共电网。并网发电系统有集中式大型并网电站,一般都是国家级电站,主要特点是将所发电能直接输送到电网,由电网统一调配向用户供电。但这种电站投资大、建设周期长、占地面积大,发展推广难度较大。而分散式小型并网发电系统,特别是光伏建筑一体化发电系统,由于投资小、建设快、占地面积小、政策支持力度大等优点,是并网发电的主流。 系统优劣 优点 1、太阳能取之不尽,用之不竭,地球表面接受的太阳辐射能,能够满足全球能源需求的1万倍。只要在全球4%沙漠上安装太阳能光伏系统,所发电力就可以满足全球的需要。太阳能发电安全可靠,不会遭受能源危机或燃料市场不稳定的冲击; 2、太阳能随处可处,可就近供电,不必长距离输送,避免了长距离输电线路的损失; 3、太阳能不用燃料,运行成本很低; 4、太阳能发电没有运动部件,不易损坏,维护简单,特别适合于无人值守情况下使用; 5、太阳能发电不会产生任何废弃物,没有污染、噪声等公害,对环境无不良影响,是理想的清洁能源; 6、太阳能发电系统建设周期短,方便灵活,而且可以根据负荷的增减,任意添加或减少太阳能方阵容量,避免浪费。 应用领域 一、用户太阳能电源:(1)小型电源10-100W不等,用于边远无电地区如高原、海岛、牧区、边防哨所等军民生活用电,如照明、电视、收录机等;(2)3-5KW 家庭屋顶并网发电系统;(3)光伏水泵:解决无电地区的深水井饮用、灌溉。二、交通领域如航标灯、交通/铁路信号灯、交通警示/标志灯、宇翔路灯、高空障碍灯、高速公路/铁路无线电话亭、无人值守道班供电等。 三、通讯/通信领域:太阳能无人值守微波中继站、光缆维护站、广播/通讯/寻呼电源系统;农村载波电话光伏系统、小型通信机、士兵GPS供电等。 四、石油、海洋、气象领域:石油管道和水库闸门阴极保护太阳能电源系统、石油钻井平台生活及应急电源、海洋检测设备、气象/水文观测设备等。

太阳能光伏发电系统_毕业论文

毕 业 论 文 题目太阳能光伏发电系统 学院 __________江西太阳能科技职业学院___ 专业 _________光伏发电技术及应用___ __

摘要 本系统采用C8051F020为控制核心,实现了模拟太阳能光伏发电系统的功能。该系统主要通过太阳能储蓄电能,通过正弦波脉宽调制技术(SPWM)控制全桥逆变将直流电变为交流电,再经过变压器将电压变为所需的电压。该系统具有最大功率追踪(MPPT),输出电压与给定参考电压频率、相位同步,欠压、过流保护,欠压保护的自动恢复等功能,且具有LCD屏幕显示功能。 关键词:C8051F020 SPWM MPPT 欠压过流保护 Abstract This system uses C8051F020 simulation of solar photovoltaic power generation system to control the core functions. The system is mainly electricity through the solar savings by sinusoidal pulse width modulation (SPWM) control full-bridge inverter direct current into alternating current, and then through the transformer voltage into the required voltage. The system has the maximum power point tracking (MPPT), output voltage with a given reference voltage frequency and phase synchronization, undervoltage, overcurrent protection, undervoltage protection, automatic recovery, and the LCD screen display Keywords:C8051F020 SPWM MPPT Under-voltage over-current protection

PVsyst家用独立光伏发电系统的优化设计.

《太阳能光伏发电原理与应用》 课程设计 课题名称:家用独立光伏发电系统的优化设计 专业班级: 学生学号: 学生姓名: 学生成绩: 指导教师:刘国华 课题工作时间:2012.6.11 至2012.6.15 武汉工程大学教务处

一、课程设计的任务和要求 要求:1、具备独立查阅光伏发电器件参数、光伏发电控制电路、光伏发电系统设计相关文献和资料的能力;能提出并较好地的实施方案;具有收集、加 工各种信息及获得新知识的能力。 2、具备独立设计光伏发电系统的能力,能对光伏发电系统的结构配置进行 研究、分析及优化的能力。 3、具备采用计算机软件进行数值计算、仿真、绘图等能力。 4、工作努力,遵守纪律,工作作风严谨务实,按期圆满完成规定的任务。 5、综述简练完整,立论正确,论述充分,结论严谨合理;文字通顺,技术 用语准确,符号统一,编号齐全,书写工整规范,图表完备、整洁、正 确。 6、工作中有创新意识,对前人工作有一定改进或独特见解。 7、内容不少于3000字,图和计算结果可以打印。 技术参数:1、光伏发电系统安装地点:武汉; 2、使用非晶硅光伏电池; 3、负载表 数量功率使用时间 荧光灯8 18w/盏5h/天 电视机,电脑 2 120w/个3h/天 洗衣机 1 600wh/天 电冰箱 1 1000wh/天 任务:1、选择适当的光伏电池、蓄电池、逆变器和控制器; 2、设计合适的光伏发电系统电路原理图; 3、利用PVsyst软件模拟优化此电路,对结果进行分析和总结。 二、进度安排 1、2012.6.11 选题、熟悉PVsyst软件 2、2012.6.12 分析查找资料、提出设计方案 3、2012.6.13 光伏发电系统各部件的选型、系统的优化设计 4、2012.6.14 讨论、修改、进一步优化方案,写出初稿 5、2012.6.15 整理课程设计报告、交稿 三、参考资料或参考文献 1、杨金焕、于化丛、葛亮著. 太阳能光伏发电应用技术. 第1版. 电子工业出版 社. 2009年。 2、李钟实著. 太阳能光伏发电系统设计施工与维护. 第1版. 人民邮电出版社. 2010年。 3、PVsyst软件应用教程。 指导教师签字:刘国华2012年 6 月 1 日 教研室主任签字:2012年6 月2 日

2021年太阳能光伏发电系统基本组成

太阳能光伏发电系统基本组成 欧阳光明(2021.03.07) 太阳能发电分为光热发电和光伏发电。通常说的太阳能发电指的是太阳能光伏发电,简称“光电”。光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。 理论上讲,光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合,上至航天器,下至家用电源,大到兆瓦级电站,小到玩具,光伏电源无处不在。太阳能光伏发电的最基本元件是太阳能电池(片),有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。其中,单晶和多晶电池用量最大,非晶电池用于一些小系统和计算器辅助电源等。中国国产晶体硅电池效率在10至13%左右,国际上同类产品效率约12至14%。由一个或多个太阳能电池片组成的太阳能电池板称为光伏组件。 太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池(组)组成。如输出电源为交流220V或110V,还需要配置逆变器。各部分的作用为:(一)太阳能电池板:太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分,也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳

的辐射能力转换为电能,或送往蓄电池中存储起来,或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。 (二)太阳能控制器:太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态,并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方,合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项。 (三)蓄电池:一般为铅酸电池,小微型系统中,也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来,到需要的时候再释放出来。 (四)逆变器:在很多场合,都需要提供220V AC、110V AC 的交流电源。由于太阳能的直接输出一般都是12V DC、24V DC、48V DC。为能向220V AC的电器提供电能,需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能,因此需要使用DC-AC逆变器。在某些场合,需要使用多种电压的负载时,也要用到DC-DC 逆变器,如将24V DC的电能转换成5V DC的电能(注意,不是简单的降压)。

太阳能发电系统的设计分析

太阳能发电系统的设计分析 发表时间:2018-06-04T16:55:59.477Z 来源:《基层建设》2018年第10期作者:林刚张少利[导读] 摘要:在太阳能的有效利用中,太阳能发电是最具活力的研究领域,也是最受瞩目的项目之一。 江苏四季沐歌有限公司江苏省连云港市 222000 摘要:在太阳能的有效利用中,太阳能发电是最具活力的研究领域,也是最受瞩目的项目之一。太阳能发电系统采用太阳能电池阵列、太阳能控制器、蓄电池(组)、DC/AC 逆变器(并网/不并网)、低压输配电网及交、直流负载等部分组成。下面就谈谈自己对太阳能发电系统的设计的看法。 关键词:太阳能;发电系统;设计太阳能电池发电是基于“光生伏打效应”的原理,利用充电效应把太阳辐射直接转化为电能。太阳能具有永久性、清洁性和灵活性三大优点,是其他能源无法比拟的。总之,太阳能发电的过程没有机械转动部件也燃料消耗,不排放包括温室气体在内的任何有害物质,无噪音、无环境污染,太阳能资源分布广泛没有地域限制。维修保养简单,维护费用低,运行可靠性、稳定性好。无需架设输电线路即可就地发电供电及建设周期短。 1太阳能的特点 利用太阳能发电有两大类型,一类是太阳光发电(亦称太阳能光发电),另一类是太阳热发电(亦称太阳能热发电)。太阳能光发电是将太阳能直接转变成电能的一种发电方式。它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电四种形式,在光化学发电中有电化学光伏电池、光电解电池和光催化电池。太阳能是一种普遍存在的能源,并且无需采集、运输就可以直接开发利用;其次,太阳能作为一种清洁能源,对环境不会造成任何损害,在环保意识逐步提高的今天,值得推广应用;有数据显示,4年地球接受到的太阳能相当于130万亿吨煤产生的能量,应用潜力巨大;此外,太阳能量可持续时间如果用地球的寿命来换算,儿乎是取之不尽用之不竭的。然而,与此同时,太阳能的利用目前还存在一些问题,比如太阳能虽然普遍存在,但是也存在严重的不稳定性,同时总量虽大但是能流密度却相对较低,并且人类对于太阳能的利用率还处于较低的水平,同时应用成本也较高。 2太阳能发电系统 太阳能发电系统分为独立发电系统与并网发电系统:独立发电系统也叫离网发电系统。主要由太阳能电池组件、控制器、蓄电池组成,若要为交流负载供电,还需要配置交流逆变器。并网发电系统就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电后直接接入公共电网。并网发电系统有集中式大型并网电站一般都是国家级电站,主要特点是将所发电能直接输送到电网,由电网统一调配向用户供电。但这种电站投资大、建设周期长、占地面积大,目前还没有太大发展。而分散式小型并网发电系统,特别是光伏建筑一体化发电系统,由于投资小、建设快、占地面积小、政策支持力度大等优点,是目前并网发电的主流。 太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池组是太阳能发电系统的主要组成部分,此外逆变器也是常见的辅助设备,用于输出合适交流电太阳能电池板的主要功能是转换太阳的辐射能为电能,送往电池组中进行存储,并推动负载作用,是太阳能发电系统中最核心、最有价值的组成部分,它的质量也直接决定了整个太阳能发电系统的质量。太阳能控制器负责对整个太阳能发电系统进行监控,并对蓄电池组起到一个保护的作用,此外,部分控制器可能还兼具有光控和时控功能。值得注意的是,一个合格的控制器在温差较大的地方,还应该配备温差补偿功能。太阳能蓄电池组的功能,就是将太阳能发电系统产生的电能储存起来以备用,铅酸电池、镍氢电池、镍锅电池或铿电池是最常见的蓄电池种类,除铅酸电池外,主要用于小微型的太阳能发电系统中。我们知道,太阳能直接输出的电能为12VDC,24VDC,48VDC,而我们日常使用的电能则为220VAC,110VAC,囚此逆变器的主要作用就是为我们提供合适的电能。 3太阳能发电系统的效率在太阳能发电系统中,系统的总效率ηese由电池组件的PV转换率、控制器效率、蓄电池效率、逆变器效率及负载的效率等组成。但相对于太阳能电池技术来讲,要比控制器、逆变器及照明负载等其它单元的技术及生产水平要成熟得多,而且目前系统的转换率只有17%左右。因此提高电池组件的转换率,降低单位功率造价是太阳能发电产业化的重点和难点。太阳能电池问世以来,晶体硅作为主角材料保持着统治地位。目前对硅电池转换率的研究,主要围绕着加大吸能面,如双面电池,减小反射;运用吸杂技术减小半导体材料的复合;电池超薄型化;改进理论,建立新模型;聚光电池等。 4太阳能发电系统的运行 4.1并网全自动运行方式 设计的太阳能发电系统产生的电能将直接分配到需要太阳能供电的用电负载上,包括楼道间照明以及地下停车场照明,不足的电力将由连接的电网进行补充调节。具体工作起来,就是太阳能发电系统在旱晚分别对太阳能电池板阵列的电压进行监测:旱上达到设定值即执行并网发电,并将产生的直流电经由逆变器转换为可供使用的交流电;晚上低于设定值时,并网发电系统将自动停止运行。 4.2并联运行方式 太阳能发电系统并联运行方式与并网全自动运行方式在电能利用和调节方式上基本一致,是一个相对独立的发电系统。该方式的配电方式与柴油发电机的配电方式基本相同,即增加一路交流市电供电,将经逆变器转换的交流电和市电组成A'1'SE双电源自动切换,这是一种简单、灵活、独立的发电系统,A'1'SE双电源自动切换系统会在太阳能供电中断,或者供电不足的时候自动切换到市电供电,供电的可靠性也随之提高然而,并联运行方式也有一定缺点,那就是A'1'SE双电源自动切换的过程中,将会中断一段时间的供电,这将不利于一些用电设备的正常运行,甚至可能会造成一定的损坏。同时,考虑到太阳能发电的不稳定性,并联运行方式的用电量也很难达到平衡。不过,由于并联运行方式可以尽量更多的发挥太阳能的发电量,从而部分节约备用的蓄电池,进而节约投资。 5太阳能光伏发电需要考虑的因素 5.1地理位置及气象条件 利用太阳能光伏发电必须要综合考虑各种因素,包括地点、纬度、经度、海拔等,太阳能每月的总辐射量。直接辐射量,年平均气温,最长连续阴雨天数,最大风速降雪及冰雹等特殊气象情况。 5.2最大负载及用电特性

太阳能电池输出功率测试系统

太阳能电池输出功率测试系统 通常需要丈量太阳能'>太阳能电池的几项关键参数。这些参数是: ● VOC——开路电压。在电流即是0时的电池电压。 ● ISC——短路电流。当负载电阻即是0时,从电池流出的电流。 ● Pmax——电池的最大功率输出。电池输出最大功率时的电压值和电流值。I-V曲线(图1)上的Pmax点通常被称为最大功率点(MPP)。 图1 这张太阳能'>太阳能电池的I-V曲线显示了Pmax及其与Imax和Vmax的关系 ● Vmax——在Pmax点,电池的电压值。 ● Imax——在Pmax点,电池的电流值。 ●η——器件的转换效率。当太阳能电池连接到某个电路时,这个值即是被转换的能量(从吸收的太阳光到电能)与被采集的能量的百分比。这个值可以通过将Pmax除以输进的光辐照度(E,单位是W/m2,在标准测试条件下进行丈量),再乘以太阳能电池的表面积(AC, 单位是平方米)计算得到。

●填充因子(FF)—Pmax除以VOC再乘上ISC 。 ●电池二极管属性。 ●电池串联电阻。 ●电池旁路电阻(或并联电阻)。 常见解决方案 现在,太阳能电池测试解决方案主要有两种形式:完整的交钥匙系统和通用的测试仪器。 假如需要在太阳能电池最大输出功率时进行测试,很多研究实验室都具备低功耗四象限电源(有时也称为SMU),并具有以下功能: ●提供精确的正电压和负电压(“提供”也可称为“施加”)。 ●提供精确的正向和反向电流(提供反向电流也被称为电流流进到电源中)。 ●精确地丈量待测器件(DUT)的电压和电流(丈量也被称为检测)。 大多数高精度四象限电源都只能提供3A的电流或20W的连续功率。 在测试较小的单个电池时,这些最大电流和功率是可接受的,但是随着电池技术向更高的效率、更大的电流密度和更大的电池尺寸推进,电池的功率输出将很快会超出这些四象限电源的最大额定值。太阳能模组的输出通常会超过50W,而且可能会爬升至300W 或更高,这意味着很多针对模组的测试都无法使用四象限电源来完成。 在这些情况下,工程师应当借助于现成的电子负载、直流电源、DMM和数据采集设备,包括温度丈量、扫描、转换和数据记录设备,以便在宽泛的操纵范围内灵活地进行独特的测试,并且达到预期的测试精度。例如,可以使用数据采集系统来扫描环境和待测器件的温度,已校准的参考电池的电压,以及在测试中需要捕捉的各种其他测试参数。

太阳能发电系统的结构和工作原理

太阳能发电系统的结构和工作原理 在理解太阳能发电原理之前,如果您对太阳能还有所疑问的话,建议您先看一下什么是太阳能。 所谓太阳能发电是利用电池组件将太阳能直接转变为电能的装置。太阳能电池组件(Solar cells)是利用半导体材 料的电子学特性实现P-V转换的固体装置,在广大的无电力网地区,该装置可以方便地实现为用户照明及生活供电,一些发达国家还可与区域电网并网实现互补。目前从民用的角度,在国外技术研究趋于成熟且初具产业化的是"光伏--建筑(照明)一体化"技术,而国内主要研究生产适用于无电地区家庭照明用的小型太阳能发电系统。 1、太阳能发电原理 太阳能发电系统主要包括:太阳能电池组件(阵列)、控制器、蓄电池、逆变器、用户即照明负载等组成。其中 ,太阳能电池组件和蓄电池为电源系统,控制器和逆变器为控制保护系统,负载为系统终端。 1.1 太阳能电源系统 太阳能电池与蓄电池组成系统的电源单元,因此蓄电池性能直接影响着系统工作特性。 (1) 电池单元: 由于技术和材料原因,单一电池的发电量是十分有限的,实用中的太阳能电池是单一电池经串、并联组成的 电池系统,称为电池组件(阵列)。单一电池是一只硅晶体二极管,根据半导体材料的电子学特性,当太阳光照射到由P型和N型两种不同导电类型的同质半导体材料构成的P-N结上时,在一定的条件下,太阳能辐射被半导体材料吸收,在导带和价带中产生非平衡载流子即电子和空穴。同于P-N结势垒区存在着较强的内建静电场,因而能在光照下形成电流密度J,短路电流Isc,开路电压Uoc。 若在内建电场的两侧面引出电极并接上负载,理论上讲由P-N结、连接电路和负载形成的回路,就有"光生电流"流过,太阳能电池组件就实现了对负载的功率P输出。 理论研究表明,太阳能电池组件的峰值功率Pk,由当地的太阳平均辐射强度与末端的用电负荷(需电量)决定。(2) 电能储存单元: 太阳能电池产生的直流电先进入蓄电池储存,蓄电池的特性影响着系统的工作效率和特性。蓄电池技术是十 分成熟的,但其容量要受到末端需电量,日照时间(发电时间)的影响。因此蓄电池瓦时容量和安时容量由预定的连续无日照时间决定。 1.2 控制器 控制器的主要功能是使太阳能发电系统始终处于发电的最大功率点附近,以获得最高效率。而充电控制通常 采用脉冲宽度调制技术即PWM控制方式,使整个系统始终运行于最大功率点Pm附近区域。放电控制主要是指当电池缺电、系统故障,如电池开路或接反时切断开关。目前日立公司研制出了既能跟踪调控点Pm,又能跟踪太阳移动参数的"向日葵"式控制器,将固定电池组件的效率提高了50%左右。 1.3 DC-AC逆变器 逆变器按激励方式,可分为自激式振荡逆变和他激式振荡逆变。主要功能是将蓄电池的直流电逆变成交流电 。通过全桥电路,一般采用SPWM处理器经过调制、滤波、升压等,得到与照明负载频率f,额定电压UN等匹配的正弦交流电供系统终端用户使用。 2、太阳能发电系统的效率 在太阳能发电系统中,系统的总效率ηese由电池组件的PV转换率、控制器效率、蓄电池效率、逆变器效率及 负载的效率等组成。但相对于太阳能电池技术来讲,要比控制器、逆变器及照明负载等其它单元的技术及生产水平要成熟得多,而且目前系统的转换率只有17%左右。因此提高电池组件的转换率,降低单位功率造价是太阳能发电产业化的重点和难点。太阳能电池问世以来,晶体硅作为主角材料保持着统治地位。目前对硅电池转换率的研究,主要围

太阳能发电系统毕业设计

太阳能发电系统设计 1引言 从“蒸汽机”到“电动机”的一系列动力技术发明,人们逐渐认识到,能 源技术的革新带动人类社会日益进步,对社会发展起着巨大的推动作用。但至今所采用的化石燃料能源带给人类文明与进步的同时,却因能源需求消耗的大幅提高以及随之而来的环境污染,形成了巨大的能源缺口,同时给环境造成巨大灾难。目前,油气资源的供不应求已成为我国经济发展的瓶颈,电力供应不容乐观,天然气用量迅速增长…… 最新的资料表明太阳光的充分利用,是最清洁,环保,取之不尽的可再生能源。 太阳能的利用 我国太阳能资源丰富,陆地每年接受的太阳辐射能,相当于2.431012tce,2/3国土面积的太阳能总辐射量超过0.6MJ/m2。如果将太阳能源充分加以利用,不仅有可能节省大量常规能源,而且有可能在某些区域完全利用太阳能采暖。 目前,太阳能利用主要有两个途径,即光热和光伏。光伏是根据光生伏特效应原理,利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。光伏发电在太阳能利用上是主流,前景好。 太阳能原理 太阳能电池发电的原理是基于半导体的光电效应,即一些半导体材料受到光照时,载流子数量会剧增,导电能力随之增强,这就是半导体的光敏特性。 在晶体中电子的数目总是与核电荷数相一致,所以P(N)型硅对外部来 说是电中性的。若将P(N)型硅放在阳光下照射,仅是被加热,外部看不出 变化。但内部通过光的能量,电子从化学键中被释放,由此产生电子-空 穴对,但在很短的时间内(在μS范围内)电子又被捕获,即电子和空穴 “复合”。 1 / 20

当 P 型和 N 型半导体结合在一起时,在两种半导体的交界面区域里 会形 成一个特殊的薄 层,界面的 P 型一侧 带负电,N 型一侧带正电 。这是由于 P 型半导体多空穴,N 型半导体多自由电子,出现了浓度差。N 区的电 子会扩 散到 P 区,P 区的空穴会扩散到 N 区,一旦扩散就形成了一 个由 N 指向 P 的 “内 电场”, 从而阻止扩散 进行。达到 平衡后,就形 成了这样一 个特殊的 薄层形成电势差,这就是 P -N 结。 至 今为 止,大多 数太阳能 电池厂家都是 通过扩散工艺, 在 P 型硅片 上形成 N 型区 ,在两个 区交界就 形成了一个 P -N 结(即 N+ /P )。太 阳能电池的基本结构就是一个大面积平面 P -N 结) 如果光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被吸收,具有足够能量的 光子能够在 P 型硅和 N 型硅中将电子从共价键中激发,以 致产生 电子-空 穴对。界面层附近的电子和空穴在复合 晶片受光过程中,空穴(电子)往 P(N)区移 之 前,将 通过空 间电荷 的电 场作用 被 相互分离。电子 向带正 电的 N 区 和空 穴向带负电的 P 区运动。通过界 面层 晶片受光后,空穴(电子)从 P(N)区正(负)电极流出 产生 一个向外 的可测试的电 压。通过光 照在界面层 产生的电 子- 空穴对越 多, 电流越大 。界面层吸收 的光能越多 ,界面层即 电池面积 越大,在太 阳 能电池中形成的 电流也 越大。 此即为光生伏特效应。 光伏系统 光伏系统是利用太阳电池组件和其他辅助设 备将太阳能转换成电能的系统。一般分为独立系 统、并网系统和混合系统。 白天,在光照条件下,太阳电池组件产生一 定的电动势,通过组件的串并联形成太阳能电池方阵,使得方阵电压达到系统输 入电压的要求。再通过充放电控制器对蓄电池进行充电,将由光能转换而来的电 能贮存起来。晚上,蓄电池组为逆变器提供输入 电,通过逆变器的作用,将直流电转换成交流电, 2 / 20 的电荷分离,将在 P 区和 N 区之间

太阳能光伏发电系统实验平台

太阳能光伏发电系统实验平台 1.太阳能电池板组件技术参数如下: 数量:4块光谱波长:太阳光覆盖波长范围光敏面积:4*700cm2 最大输出功率:4*10W 开路电压:21.5V(并联),4*21.5V(串联) 短路电流:4*0.72A(并联),0.72A(串联) 2.自动跟踪单元跟踪方式:双轴全自动跟踪精度:±0.5°水 平回转角度:360°俯仰角度:180°系统日平均耗电量:<1W 抗风等级:10级 3.照度计量程:200Lx、2000Lx、20KLx(20000Lx)和200KLx(200000Lx)自动换挡。照度计最小分辨率:0.1Lx 4.电压表量程:DC1V、DC5V、DC10V、DC100V; 电流表量程:DC1A、DC5A 5.温度表及湿度表:温湿度传感器单线制串行接口,低功耗, 信号传输距离20米以上:

温度表分辨率:0.1℃(16位); 湿度表分辨率:0.1%RH(16位) 6.环境监测模块技术指标:工作温度范围:﹣40℃~+85℃; 显示表头:三位半液晶屏:240*128 显示功能:电流动态曲线显示、电压动态曲线显示、温度计界面显示、湿度计界面显示、照度计界面显示。数据采集显示模块主要包括显示单元,MCU单元,可以分别对太阳能电池模块、控制器模块、逆变器模块中的各参数(电流、电压、温度、湿度、光照度等)进行实时监测并显示,带有报警提示功能。 显示液晶屏:日本原装进口EPSON,型号:ECM-A0689-1,工业级液晶屏。液晶屏分辨率:640*480 液晶屏大小:9.4寸(251*170mm) 7.太阳能负载模块:此负载单元主要用于太阳能电池板的特性测试,属于直流负载,单元主要由阻性负载和电子负载组成。可调阻性负载:10Ω、20Ω、90Ω九档100Ω、200Ω、900Ω九档1000Ω、2000Ω、9000Ω九档、10kΩ、20kΩ、90kΩ九档感性负载:12V直流电机;电子负载:恒压恒流模式; 电压调节范围:0-30V 电流调节范围:0-10A;功率调节范围:0-100W; 时间显示范围:9999s 8.太阳能蓄电池控制模块技术指标 单个蓄电池参数:标称电压:12V;标称容量:7Ah; 内阻:25mΩ(完全充电);短路电流:503A 浮充寿命:3~5年(25℃),5年(20℃); 尺寸:151mm*65mm*93mm 9.太阳能蓄电池控制器:预留太阳能电池板输入接口,蓄电池 输入接口,控制器输出接口。 控制器相关参数: 系统额定电压12V、24V自动切换 最大输入功率120W;电流放电5A;充电5A; 充电均充/浮充14.4/13.8 V±1% 恢复13.3/13.5V±1%; 温度补偿-18mV/℃; 启动电压12.3±1%; 过放断开11.1V±1% 恢复13.2V±1%; 过压切断16.5V±1%; 恢复15V±1%; 空载电流≤5mA; 光控开电压≤2V±1% 光控关电压≥7V±1%; 最大开路电压25V; 电压降落输入≤0.4V;输出≤0.2V; 工作温度-25℃~+55℃ 使用海拔≤5500m(2000m以上需要降低功率使用) 太阳能蓄电池控制器主要功能为: 1、太阳能电池板工作状态(欠压、运行)

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