太能光伏发电技术知识总结

第一章1.地球的自转、季节、气候条件、大气层成分、海拔等因素，都对地球上接收到的太阳能产生影响，也就是说在地上不同地区受到的光照是不同的，我国的西藏自治区是地球上太阳能最丰富的地区之一。

2. 太阳是由炽热气体构成的球体，中心温度约107k，表面温度接近5800k，主要由氢和氦组成，其中氢占80%，氦占19%，太阳内部处于高温、高压状态。

3.巨大的能量不断从太阳向宇宙辐射，达到3. 6×1820 mv/s，其中约22亿分之一的辐射到地球上，经过大气层的反射、散射和吸收，约有70%的能量辐射到地面上。

. 每年辐射到地球表面的太阳能能量约为31.8×1018KW.h,太阳每年投射到地面上的辐射能高达1.05×1018KW.h，太阳的寿命约为6×1010年，所以可以说它是“取之不尽，用之不竭”的能源。

5. 太阳能的优缺点分别有哪些？答：优点，资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。

缺点，一是能流密度低;二是其强度受各种因素（季节，地点，气候等）的影响不能维持常量。

6. 太阳常数：在地球大气层外，地球与太阳平均距离处，垂直于太阳光方向的单位面积上的辐射能基本为一个常数。

这个辐射强度称为太阳常数，或称此辐射为大气质量为零的辐射，取值1.367±0.007KW/m2或1367±7 kw/m2。

7. 阳光穿过地球大气层时，至少衰减了30%造成衰减的原因是：（1）瑞利散射或大气中的分子散射。

（2)悬浮微粒和灰尘引起的散射。

(3)大气，特别是其组成气体——氧气、臭氧、水蒸气和二氧化碳的吸收。

8. 晴天，决定总入射功率的最重要的参数是光线通过大气层的路程。

太阳在头顶正上方时，路程最短。

实际路程和此最短路程之比称为光学大气质量。

用AM表示，定义为AM=b/b0=secZ=，常用于太阳电池和组件效率测试时的标准。

当Z=0时，AM=1，称大气质量为1，用AM1表示。

当Z=48.2º,AM=1.5;Z=60º,AM=2;分别用AM1.5和AM2表示大气质量为1.5和2.9. 影响太阳辐射的因素有：①公转和自转、②地理位置、③天气气候、④季节变换。

太阳能的利用10. 太阳能利用的基本方式有哪些？答：（1）光热利用（2）太阳能发电（3）光化学利用（4）光生物利用11. 技术进步是降低光伏发电成本,光伏产业和市场发展的重要因素。

12. 世界光伏发电市场的增长主要得益于德国，日本和美国的鼓励政策。

13. 光伏产业的发展特点可简要概括为规模化，规范化，高技术化。

目前，全球主要光伏企业均在向GW甚至TW级产能迈进，1GW=1000MW=109W,全球光伏产业的总产能要超过1个TW(1000GW)。

14. 面对光伏产业快速发展的机遇，我们也面临着一些艰巨的挑战，主要表现在哪些方面？答：（1）急需由数量型向效益型转变。

（2）急需工艺技术设备的科技进步作为支撑。

（3）需要完善的产业链作为支撑。

（4）缺乏先进，合理的标准体系。

（5）缺乏大量高素质的专业人才。

15. 光伏在农村电气化和并网发电上的市场潜力有哪些？答：（1）农村电气化。

（2）城市建筑并网光伏系统的应用。

（3）大规模光伏荒漠电站。

（4）其他光伏商业应用的发展潜力。

本章思考题1. 太阳在相对水平面成30度角的高度，其相应的大气质量是多少？答：因为太阳在相对水平面成30度角的高度,所以太阳天顶角Z为60度，所以AM为2。

3. 简述中国光伏产业发展现状及存在的主要问题。

答：高速兴起的光伏产业，主要问题是我国光伏产业鱼龙混杂；我国光伏产业发展急需工艺技术设备的科技进步作为支撑；需要完善的产业链；缺乏先进，合理的标准体系；缺乏大量高素质的专业人才。

4. 简述中国光伏产业的发展趋势。

答：我国光伏产业近年来开始腾飞，2005年，我国的光伏电池总产量仅150MW，而到2006年，这个数字已经上升到450MW左右，增长率达到200%，2007年总产量突破1000MW，增长势头持续强劲。

我国仅仅用了两三年时间，中国光伏产业便由默默无闻一跃成为世界第一大产业基地，涌现出了一批国际性的大型生产企业。

第2章太阳能光伏发电的系统组成及原理1；太阳能光伏发电系统的特点：没有转动部件；不产生噪声；没有空气污染；不排放废水；没有燃烧过程；不需要燃料；维修保养简单；维护费用低；运行可靠性，稳定性好。

晶体硅太阳电池寿命25~30年。

2、太阳能光伏发电系统工作原理：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，再通过控制器对蓄电池进行充电，将由光能转换过来的电能贮存起来。

晚上，蓄电池组为逆变器提供输入电流，通过逆变器的作用，将直流电转变成交流电，输送到配电柜，由配电柜切换作用进行供电。

蓄电池的放电情况由控制器进行控制，保证蓄电池正常使用。

3：太阳能光伏发电系统基本形式可分为两大类：1）.没有与公用电网相连接的太阳能光伏系统称为离网太阳能光伏发电系统，也称为独立太阳能光伏发电系统。

2）.与公用电网连接，共同承担供电任务的太阳能光伏发电系统称为并网太阳能光伏发电系统，也称为联网太阳能光伏发电系统。

4：并网太阳能光伏发电系统的优越性：1）可以对电网调峰，提高电网末端的电压稳定性，改善电网的功率因数，有效地消除电网杂波。

2）所发电能回馈电网，以电网为储能装置，省掉蓄电池，与独立太阳能光伏系统相比可减少建设投资35%~45%，发电成本大大降低。

3）光伏电池与建设完美结合，既可发作为建筑材料和装饰材料，使资源充分利用，发挥多种功能。

4）出入电网灵活，既有利于改善电力系统的负荷平衡，又可降低线路损耗。

5：太阳能电池与建筑相结合的并网屋顶太阳能光伏发电系统——光伏建筑一体化（BIPV）.6：独立运行的光伏发电系统根据用电负载的特点：直流系统，交流系统，交直混合系统。

其主要区别是系统中是否带有逆变器7：独立太阳能光伏发电系统组成:太阳电池方阵、储能装置、直流--交流逆变装置、控制设备与连接装置等组成。

8：太阳能光伏发电最核心的器件是太阳电池。

9：太阳电池单体是用于光电转换的最小单元，一般不能单独作为电源使用。

10：太阳电池的单体工作电压为400mV~500mV,工作电流为20~25mA/cm2远低于实际应用所需要的电压值。

:11：防反充二极管：又称阻塞二极管，作用是避免由于太阳电池方阵在阴雨天和夜晚不发电或出现短路故障时，蓄电池通过太阳电池放电。

12：蓄电池组：作用是储存太阳电池方阵受光照时所发出的电能并能随时向负载供电。

13：控制设备的功能：（1）信号检测：（检测光伏发电系统各种装置和各个单元的状况和参数，可以对系统进行判断、控制、保护等提供依据。

）（2）蓄电池的充放电控制：（一般蓄电池组经过过充和过放后会严重影响其性能和寿命，所以充放电系统是必不可少的）（3）其他设备保护：系统所连接的用电设备，在有些情况下需要由控制设备来提供保护，如系统中因逆变电路故障而出现的过压和负载短路而出现的过电流等，如不及时加以控制，就有可能导致系统或用电设备损坏）（4）故障诊断定位：当系统发生故障时，可自动检测故障类型，指示故障位置，对系统进行维护提供便利。

（5）运行状态指示：通过指示灯显示器等方式指示光伏系统的运行状态和故障信息）14：逆变器：是将直流转变成交流的一种设备。

15：测量设备：如测量太阳辐射能，环境温度，充放电，数据传输、数据打印和遥控功能。

16：并网光伏发电系统的组成：17：并网太阳能光伏发电系统分为集中大型并网光伏系统（大型集中并网光伏发电站）和分散式小型并网光伏发电系统（屋顶光伏系统或住宅并网光伏系统）两大类型。

18：根据并网光伏发电系统是否允许通过供电区变压器向主电网馈电，分为逆潮流和非逆潮流并网光伏发电系统两种.逆潮流系统是在光伏系统中产生剩余电力时将该电能送入电网。

由于是同电网的供电方向相反，所以称为逆潮流。

非逆潮流系统在区域内的电力需求通常比光伏系统的输出电力大，因此在不可能产生逆潮流电力的情况下被产用，即光伏系统与电网形成并联向负载供电。

19：住宅并网光伏系统又有用户系统和区域系统之分。

户用系统，装机容量小，一般为1kWp ~5kWp，区域系统装机容量大，一般为50kWp ~300kWp,为一个小区或一栋建筑供电。

20：根据并网光伏发电系统是否配有储能装置，分为有储能装置和无储能装置并网光伏发电系统。

配有少量蓄电池的系统，称为有储能系统。

不配置蓄电池的系统称为无储能系统。

21：据相关国际标准光伏并网逆变器输出的并网电流波形总谐波畸变率应小于5%，各次谐波畸变频率小于3% 。

22：并网逆变器主要性能参数有：额定输出、容量输出、电压稳定度、整机效率、保护功能、启动功能。

23：并网和离网光伏发电系统的不同组成部分及异同点？二者的不同组成部分，在于独网光伏发电系统具有防反充二极管、储能装置—蓄电池，而并网光伏发电系统的储能装置为并联电网，可不需要蓄电池。

独网系统的逆变器只完成直流-交流变换，而并网系统的逆变器除完成直流-交流变换外，还要有保护功能。

并网系统还需要变压器进行升压，将电能送入电网，同时需要电压、电流检测装置进行并网控制，从而实现并网净化。

独网系统的控制器控制的是蓄电池的充放电，而并网系统的控制器是控制逆变的电能和并网的电能，保持其一致，从而顺利、安全并网。

24：孤岛效应：指在电网失电情况下，发电设备仍作为弧立电源对负载供电这一现象。

其危害一是当检修人员停止电网的供电，并对电力线路和电力设备进行检修时，若电网光伏电站的逆变器仍继续供电，会伤亡事故；二是当因电网故障造成停电时，若并网逆变器仍继续供电，一旦电网恢复供电，电网电压和并网逆变器的输出电压在相位上可能存在较大差异，会在这一瞬间产生很大的冲击电流，导致设备损坏。

25：孤岛效应检测方式：被动方式（检测时间0.5秒以内，保持时间5~10秒）电压相位跳变检测方式：1：检测向孤岛运行过度时的功率调节器从功率因数1运行向负载的功率因数变化的瞬间的电压相位跳变。

2：向孤岛运行过度时若没有相位变化就不能检测。

3：误动作少且实用。

三次谐波电压突增检测方式：1：检测向孤岛运行过度时的伴随变压器励磁电流的电压失真的激增。

2：因与负荷变压器组合，所以误动作概率比较高。

频率变化率检测：主要检测因向孤岛运行过度时发电功率和负载不平等导致的频率突变。

主动方式：（检测时间0.5~1秒）频率偏移方式：使功率调节器内部振荡器产生频偏，然后检测孤岛运行时出现的频率变化。

有功功率变化方式：1：使功率调节器的输出产生周期性有功功率变化，然后检测孤岛运行时出现的电压、电流或者频率的变化:2：平时输出也可能变化。