太阳能光伏发电原理与技术课程
何道清《太阳能光伏发电系统原理与应用技术》第5章 太阳能充、放电控制器
5.1 光伏控制器概述
（3）设备保护功能：防止太阳能电池板或电池方阵、蓄 电池极性反接的电路保护；防止负载、控制器、逆变器和 其它设备内部短路保护；防止夜间蓄电池通过太阳能电池 组件反向放电保护；防雷击引起的击穿保护。 （4）温度补偿功能（仅适用于蓄电池充满电压）：通常 蓄电池的温度补偿系数为(3～5)mV/(℃cell)。 （5）光伏发电系统的各种工作状态显示功能：主要显示 蓄电池(组)电压、负载状态、电池方阵工作状态、辅助电源 状态、环境温度状态、故障报警等。 发光二极管颜色判断：绿色，工作正常；黄色，蓄电池 电能不足；红色，蓄电池电能严重不足，自动断开负载。
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5.2 光伏控制器的基本原理
3.铅酸蓄电池充电温度补偿 温度补偿目的：保证蓄电池被充满同时又不会发生水的 大量分解。 • 控制器具有对蓄电池充满门限电压进行自动温度补偿的 功能。 • 温度系数一般为单只电池(3～5) mV/℃ (标准条件为 25℃)，即当电解液温度（或环境温度）偏离标准条件时， 每升高1℃，蓄电池充满门限电压按照每只单体电池向下调 整3～5mV；每下降1℃，蓄电池充满门限电压按照每只单 体电池向上调整3～5mV。
第5章 光伏控制器
光伏控制器
第5章 光伏控制器
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5.1 光伏控制器概述
5.1.1 光伏控制器的基本概念 光伏控制器是对光伏发电系统进行管理和控制的设备。 光伏控制器主要由电子元器件、仪表、继电器、开关等 组成。 基本原理：控制器通过检测蓄电池的电压或荷电状态，判 断蓄电池是否已经达到过充电点或过放电点，并根据检测结 果发出继续充、放电或终止充、放电的指令，实现；显示系统 工作状态 。
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图5-1铅酸蓄电池充电特性曲线
5.2 光伏控制器的基本原理
《太阳能光伏发电技术》课件——6.逆变器
中功率逆变器 （5-50KW）
大功率逆变器 （>50KW）
4、按逆变器输出能量的去向分类
有源逆变器 无源逆变器
有源逆变电路的交流侧接电网，即交流侧接有电源。 无源逆变电路的交流侧直接和负载联接。
三、逆变器的分类
5、按逆变器输出电压的波形分类
方波逆变器
阶梯波逆变器
正弦波逆变器
三、逆变器的分类
光伏逆变器
离网型逆变器 并网箱逆变器
集中并网逆变器 组串式并网逆变器
微型并网逆变器 双向并网逆变器
6.2逆变器的结构与工作原理
逆变器的结构与工作原理
一、逆变器的基本结构
DC入
输入电路
DC
AC
主逆变电路
输出电路
AC出
辅助电路
控制电路
逆变器的基本电路结构图
保护电路
一、逆变器的基本结构
1、输入电路
作用：为主逆变电路提供可确保其正常工作的直流工作电压。
光伏逆变器是光伏发电系统必不可少的一部分。
一、控制器的功能
主要作用
将直流电转换为交流电
自动运行和停机 防孤岛效应
其他作用
最大功率点跟踪（MPPT）控制 电网检测及并网
一、控制器的功能
1、自动运行和停机作用
辐射强度
太阳能电池输出
达到所需 输出功率
逆变器主动开始运转
只需太阳能电池组件的输出功率大于逆变器任务所需的输出功率，逆变器就继续运转；
• 对电网参数产生小干扰信号，通过检测反馈信号来判断电网是否失电。
一、控制器的功能
4、电网检测及并网
电网取电
检测 电压 频率 相序
调整并网逆 器发电参数
并网发电
《太阳能光伏发电技术》课程标准
《太阳能光伏发电技术》课程标准精品课程《太阳能光伏发电技术》课程教学大纲适用专业，太阳能光电应用技术专业应用电子,太阳能光电应用技术方向，二?一一年三月《太阳能光伏学》课程教学大纲1精品课程一、课程基本信息课程编号课程名称太阳能光伏学课程英文名称Photovoltaics of Solar cells总学时数42授课实践实验习题课设计36 6学时学时学时学时学时学分3开课单位海南技术学院交通与信息学院适用专业统招专科:太阳能光电应用技术专业先修课程电工电子课程类别职业技术模块选用教材沈辉主编的《太阳能光伏发电技术》，自编教材〜出版中，1、杨金焕主编的《太阳能光伏发电应用技术》〜电子工业出版社〜2009。
主要教学2、伟纳姆，澳,主编、狄大卫翻译的《应用光伏学》〜上海交通大学出版社〜2008o 参考书3、赵争鸣主编的《太阳能光伏发电及其应用》〜科学出版社〜2007o4、杨德仁主编的《太阳电池材料》〜化学工业出版社〜2008o《太阳能光伏发电技术》是材料类专业研究太阳能光伏发电技术的一门专业必修课。
开设本课程的U的是使学生获得必要的太阳能光伏发电技术的基本理论、基本知本课程识和基本技能〜为从事光伏方向的技术工作〜学习后续课程打下基础。
其任务是使学任务和生掌握太阳电池材料的制备技术、表征手段以及太阳能光伏系统的设计与国民经济各LI的领域的应用〜能够进行基本的太阳电池性能测试及太阳电池组件封装〜并具备太阳能光伏系统优化设讣的技能和简单独立光伏系统的典型应用。
教学大纲教学大纲材料系材料科学与工程教研室2010-8-5制订单位制订时间二、课程内容及基本要求第一章:太阳能及其利用概述课程内容：1、能源的四种分类方式以及人类利用能源的历程,能源危机的山来以及开发利用可再生能源，如太阳能，对于缓解能源危机的重要意义。
2、化石燃料利用引起的全球“温室效应”后果以及开发利用可再生能源，如太阳能，对于保护生态环境的重要意义。
《太阳能光伏发电技术》课件——5.控制器
48V系统
56.4～58V
57.6V
6、蓄电池充电保护的关断恢复电压（HVR）
蓄电池过充后，停止充电，进行放电，再次恢复充电的电压。
12V系统 13.1～13.4V
24V系统 26.2～26.8V
48V系统 52.4～53.6V
典型值
13.2V
26.4V
52.8V
二、光伏控制器的技术参数
7、蓄电池的过放电保护电压（LVD）
其他功能
1、防止太阳能电池板或电池方阵、蓄电池极性接反；
2、防止负载、控制器、逆变器和其他设备内部短路；
3、防止雷击引起的击穿保护；
4、温度补偿功能；
5、显示光伏发电系统的各种工作状态。
蓄电池电压
负载状态
辅助电源状态
温度环境状态
电池方阵工作状态 故障告警
二、光伏控制器的工作原理
开关1：充电开关
开关2：放电开关
并联型
用于
较高功率系统
用于
小型、低功率系统
脉宽调制型
智能型
多路控制型 最大功率跟踪行
一、控制器的分类
3、按照应用场景和功能分类：
二、光伏控制器的技术参数
1、系统电压
即额定工作电压，指光伏发电系统的直流工作电压。
12V
24V
48V
110V
220V
500V
2、最大充电电流
指光伏组件或阵列阵输出的最大电流。
5.1控制器的功能及原理
控制器的功能及原理
光能 负载供电
发电量不足 用电量较大
电能
储存
储能装置
一、控制器的功能
基本功能
将光伏组件或者光伏阵列产生的直流电提供给蓄电池充电； 同时防止蓄电池过充电或过放电。
2太阳能光伏发电技术
为减少，其原因与矿物燃料的大量开发利用和发生第二次世界 大战（1935-1945年）有关，而太阳能又不能解决当时对能源 的急需，因此使太阳能研究工作逐渐受到冷落。
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第三阶段（1945年-1965年） 在第二次世界大战结束后的20年中，一些有远见的人士已
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§2.2.1 光伏发电技术的发展历史 二、世界光伏发电产业的发展状况
根据Photon International 的统计数据，2011年 全球光伏太阳电池产量达到了37.2GW。
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§2.2.1 光伏发电技术的发展历史
光伏发电的小功率的应用已经比较普遍，而今正向大功率 应用发展。
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§2.2.1 光伏发电技术的发展历史
§ .1.3太阳能资源的特点及其分布
一、太阳能资源的特点
与常规能源相比，太阳能具有如下优点： （1）储量丰富 （2）维持长久 （3）分布广泛 （4）维护方便，运行成本低 （5）清洁，无污染
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§ 2.1.3太阳能资源的特点及其分布
二、太阳能的主要缺点：
（1）能量的分散性（能量密度低） （2）能量的不稳定性 （3）能量的间歇性，不连续
经注意到石油和天然气资源正在迅速减少， 呼吁人们重 视这一问题，从而逐渐推动了太阳能研究工作的恢复和开 展，并且成立太阳能学术组织，举办学术交流和展览会， 再次兴起太阳能研究热潮。
第四阶段（1965年-1973年） 太阳能的研究工作停滞不前，主要原因是太阳能利用技术
处于成长阶段，尚不成熟，并且投资大，效果不理想，难 以与常规能源竞争，因而得不到公众、企业和政府的重视 和支持。
§ 2.1.3太阳能资源的特点及其分布
《太阳能光伏技术》课件
商业光伏发电系统
总结词
商业光伏发电系统是针对商业和工业领域的光伏技术应用，其规模和功率通常比家庭光伏发电系统更 大。
详细描述
商业光伏发电系统通常安装在大型建筑物、工厂和商业设施的屋顶或空地上，利用大面积的太阳能电 池板来吸收太阳能并转换为电能。这些系统可以满足商业和工业领域的电力需求，提供可再生、环保 的能源供应。
大型光伏电站
总结词
大型光伏电站是太阳能光伏技术应用的 另一重要领域，通常由数千甚至数万块 太阳能电池板组成，能够提供大规模的 电力输出。
VS
详细描述
大型光伏电站通常建设在沙漠、草原等空 旷地区，占地面积较大。这些电站利用大 量的太阳能电池板组成阵列，通过集中控 制和管理，实现高效、稳定的电能输出。 大型光伏电站不仅可以满足区域性的电力 需求，还可以通过电网输送电能，为远程 地区提供电力供应。
05
CATALOGUE
太阳能光伏技术的应用案例
家庭光伏发电系统
总结词
家庭光伏发电系统是太阳能光伏技术应用的重要领域之一，它利用太阳能电池板将太阳 能转化为电能，为家庭提供绿色、可再生的电力。
详细描述
家庭光伏发电系统通常由太阳能电池板、逆变器、控制器和储能设备等组成。这些设备 安装在家庭屋顶上，通过太阳能电池板吸收太阳能并转换为直流电，然后经过逆变器将 直流电转换为交流电，供给家庭使用。该系统不仅可以为家庭提供电力，还可以在电力
农业应用
为灌溉、养殖等农业领域提供 电力支持。
偏远地区供电
为无电网覆盖的偏远地区提供 可靠的电力供应。
02
CATALOGUE
太阳能光伏系统组成
太阳能电池板
太阳能电池板是光伏系统的核心部件，负责将太阳能转换为直流电能。
太阳能光伏发电系统原理与应用技术
太阳能光伏发电系统原理与应用技术引言太阳能光伏发电系统是利用太阳能将光能转化为电能的一种可再生能源发电系统。
随着能源问题的日益突出和环境保护意识的增强，太阳能光伏发电系统在全球范围内得到了广泛的应用和推广。
本文将详细介绍太阳能光伏发电系统的原理和应用技术。
1. 太阳能光伏发电系统原理太阳能光伏发电系统的原理是基于光伏效应的。
当光线照射到光伏电池上时，光子会与光伏电池内的半导体材料相互作用，产生出电子和空穴对。
在特定的电场作用下，电子和空穴会流动起来，从而形成电流。
这个过程就是光伏效应。
光伏电池的主要组成部分是PN结构，其中P型材料与N型材料通过界面连接，形成PN 结。
当光伏电池受到光照时，光子会打破材料的电子束缚，使得电子和空穴产生并分离，从而产生电流。
2. 太阳能光伏发电系统的组成太阳能光伏发电系统主要由太阳能电池板、电池组、逆变器和电网组成。
2.1 太阳能电池板太阳能电池板是太阳能光伏发电系统的核心部件，负责将太阳能转化为电能。
常见的太阳能电池板有单晶硅太阳能电池板、多晶硅太阳能电池板和非晶硅太阳能电池板等。
2.2 电池组电池组是太阳能光伏发电系统的能量储存部分，主要由蓄电池组成。
当太阳能光伏电池板产生的电能超过负载需求时，多余的电能会被储存在电池组中，以备不时之需。
2.3 逆变器逆变器是太阳能光伏发电系统的核心装置，主要功能是将直流电转化为交流电。
由于大部分家用电器和电网都是使用交流电，所以逆变器的作用非常重要。
2.4 电网电网是太阳能光伏发电系统中的一个重要部分，可以将太阳能发电系统产生的电能注入到电网中，实现电能的共享和输送。
同时，当太阳能光伏发电系统产生的电能不足时，电网也可作为备用电源供给电能。
3. 太阳能光伏发电系统的应用技术太阳能光伏发电系统的应用技术主要包括并网发电技术、离网发电技术和混合发电技术。
3.1 并网发电技术并网发电技术是指将太阳能光伏发电系统产生的电能直接与电网连接，将多余的电能注入到电网中。
太阳能光伏发电系统原理与应用技术
太阳能光伏发电系统原理与应用技术一、引言在当今社会，能源问题日益成为人们关注的焦点。
传统的化石能源日益枯竭，同时也给地球环境带来了严重的污染。
寻找一种清洁、可再生的能源就成为了当务之急。
太阳能作为一种非常丰富的可再生能源，其应用前景广阔。
太阳能光伏发电系统作为太阳能利用的一种主要方式，在能源领域也备受关注。
本文将就太阳能光伏发电系统的原理与应用技术展开探讨。
二、太阳能光伏发电系统原理1. 太阳能光伏发电系统的基本构成太阳能光伏发电系统主要包括太阳能电池板、光伏逆变器、储能设备和配电系统等组成部分。
其中，太阳能电池板是太阳能光伏发电系统的核心部件，其作用是将太阳能转换为直流电能；光伏逆变器则是将直流电能转换为交流电能供电使用；而储能设备则可以将多余的电能储存起来，以应对没有太阳能供应的时候。
2. 太阳能电池板的工作原理太阳能电池板利用光能来产生电能，其主要工作原理是光生电效应。
当太阳光照射到太阳能电池板上时，光子会被太阳能电池板的半导体材料吸收，并激发出电子和空穴对。
这些电子和空穴对在电场的作用下，分别向两端移动，形成电流，从而产生了电能。
三、太阳能光伏发电系统应用技术1. 多晶硅和单晶硅太阳能电池随着技术的不断发展，太阳能电池的制备工艺也得到了极大的改进。
目前市场上主要的太阳能电池为多晶硅和单晶硅太阳能电池。
多晶硅太阳能电池通过将多晶硅棒切割成薄片来实现，而单晶硅太阳能电池则是利用单晶硅棒来生产。
这两种太阳能电池在光伏发电系统中应用广泛，且具有较高的转换效率和稳定性。
2. 太阳能光伏发电系统的并网技术随着太阳能光伏发电技术的不断发展，其并网技术也愈加成熟。
并网技术是指太阳能光伏发电系统将发电效果集中于电网内，以供应城市和居民的用电需求。
通过并网技术，太阳能光伏发电系统可以将多余的电能输送到电网中，从而实现供需平衡和能源优化利用。
3. 太阳能光伏发电系统的智能化管理随着物联网和大数据技术的发展，太阳能光伏发电系统的智能化管理也成为了发展趋势。
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太阳能光伏发电原理与技术课程
太阳能光伏发电是获得太阳能的一种方式，通过光伏电池将太阳能转
化为电能。
光伏发电技术是一种环保、可再生能源，对保护环境、减少温
室气体排放和缓解能源危机具有重要意义。
太阳能光伏发电原理与技术课
程主要包括光伏发电原理、光伏电池技术、光伏组件技术等内容。
光伏发电原理是课程的核心内容之一、光伏发电是基于光电效应的原
理实现，光电效应是指光线照射到一些物质表面时，将光能转化为电能的
现象。
光伏电池是实现光电效应的基本设备，它由多个光敏电池单元串联
而成。
当光线照射到光伏电池上时，光子将激发光伏材料中的电子，产生
正电荷和负电荷，形成电势差，从而产生电流。
光伏电池技术是太阳能光伏发电课程的另一个重要内容。
光伏电池是
将太阳能转化为电能的核心部件，其性能直接影响光伏发电系统的发电效率。
课程将介绍不同类型的光伏电池技术，包括单晶硅、多晶硅、柔性有
机光伏电池等。
深入了解光伏电池的工作原理、制作工艺和性能评价方法，通过实践操作，学习光伏电池组件的组装和测量，为学生提供全面的技能
培训。
光伏组件技术是太阳能光伏发电课程的另一个重要内容。
光伏组件是
太阳能光伏发电系统中的核心部件，由多个光伏电池串联并并联而成。
光
伏组件不仅需要具备高效的光电转换性能，还需要有良好的电气性能和结
构可靠性。
课程将深入介绍光伏组件的设计原理、制造工艺和性能评估方法。
学生将学习如何选择合适的光伏组件，掌握组件的安装和维护技术，
提高光伏发电系统的发电效率和稳定性。
此外，太阳能光伏发电原理与技术课程还包括光伏系统的设计与规划、光伏发电系统性能评价与优化等内容。
学生将学习如何根据实际需求设计
光伏发电系统，了解系统组成部分的选型和匹配原则。
课程还将介绍光伏
发电系统的性能评价指标、系统效率计算方法和优化技术，培养学生分析
和解决实际问题的能力。
综上所述，太阳能光伏发电原理与技术课程是一门综合性的课程，通
过理论和实践相结合的教学方法，培养学生掌握光伏发电技术的基本原理
和操作技能，为光伏发电行业的发展培养高素质的专业人才。