光伏&混合系统软件介绍PVSYST&HOMER(20100515)
光伏的知识大全
光伏的知识大全
光伏知识涵盖了多个领域，包括光伏效应、太阳能电池、太阳能电池板、光电转换效率、光伏系统、光伏电站、光伏支架和光伏行业等。
1. 光伏效应是指光子能量激发电子，产生电流的现象。
2. 太阳能电池由半导体材料制成，能将太阳能转化为直流电能。
3. 太阳能电池板由多个太阳能电池组成，用于接收太阳能并转化为电能。
4. 光电转换效率是指太阳能电池板将太阳能转换为电能的效率。
5. 光伏系统由太阳能电池板、逆变器、电池等组成，可将直流电转换成交流电。
6. 光伏电站则由多个光伏系统组成，可以接入电网进行发电。
7. 光伏支架是用于支撑太阳能电池板的装置。
8. 光伏行业涉及制造、销售、安装、维护太阳能电池板、光伏系统及组件的产业链。
9. 光伏发电具有能源充足、无污染、可再生、成本低等优点。
10. 然而，光伏发电也存在一些缺点，如天气条件影响发电量、设备成本高以及储存问题等。
以上内容仅供参考，如需更多信息，建议查阅相关文献或咨询专业人士。
光伏知识
充放电控制器
是能自动防止蓄电池过充电和过放电的设备。由于蓄电池的循环充放电次数及放 电深度是决定蓄电池使用寿命的重要因素，因此能控制蓄电池组过充电或过放电 的充放电控制器是必不可少的设备。 光伏逆变器 将直流电转换成交流电的设备。由于太阳能电池和蓄电池是直流电源，而负载是 交流负载时，逆变器是必不可少的。逆变器按运行方式，可分为独立运行逆变器 和并网逆变器。光伏逆变器为光伏系统核心器件。 太阳跟踪控制系统 由于相对于某一个固定地点的太阳能光伏发电系统，一年春夏秋冬四季、每天日 升日落，太阳的光照角度时时刻刻都在变化，如果太阳能电池板能够时刻正对太 阳，发电效率才会达到最佳状态。 根据安放点的经纬度等信息计算一年中的每一天的不同时刻太阳所在的角度，将 一年中每个时刻的太阳位置存储到PLC、单片机或电脑软件中，也就是靠计算太 阳位置以实现跟踪。（4）主要光伏市场分析
1、欧洲：世界上光伏发电量最大的地区（德国、意大利、西班牙） 2、美国：后来居上，稳步增长 3、日本：太阳能发电的强国，使用范围广，吸引投资 4、新兴市场：崛起（南非、泰国、智利、罗马尼亚）
三、中国光伏产业发展环境
1 2 3
政策环境 经济环境 技术环境
政 策 环 境
太阳能电池根据所用材料的不同，太阳能电池还可分为：硅太阳能电池、多 元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池、纳米晶太阳 能电池、有机太阳能电池、塑料太阳能电池，其中硅太阳能电池是发展最成 熟的，在应用中居主导地位。
太阳能电池一般为硅电池，分为单晶硅太阳能电池，多晶硅太阳能电 池和非晶硅太阳能电池三种。
太阳能光伏发电系统是利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射 能直接转换为电能的一种新型发电系统。光伏发电的能量来源于取之不尽， 用之不竭的太阳能，且在太阳能光伏发电的过程中，不会给空气带来污染， 不破坏生态，是一种清洁安全的发电方式。
光伏是什么意思
光伏是什么意思光伏是指利用太阳能将其转换成电能的一种技术，也被称为太阳能电池板。
光伏技术的核心就是太阳能电池板，这些电池板由多个太阳能电池组成，而每个太阳能电池都能够将太阳光转换成直流电的能力。
光伏技术已经广泛用于家庭用电、商业用电、甚至大型的能源项目中。
其产生的电能不仅可以满足我们日常生活的需要，还可以为全球环境保护和可持续发展做出贡献。
太阳能电池板的运作原理太阳能电池板是利用太阳光的辐射照射产生电能的装置。
当阳光照射到太阳能电池板上时，电池板里的太阳能电池就开始发电。
太阳能电池板能够利用太阳的光照来产生电能，是基于热电效应的原理。
太阳能电池板中的每个太阳能电池都是由两层半导体材料构成的。
在照射下，半导体中的能量很快被吸收，此时电子便可以跃迁到材料的导带中，形成了导电状态，从而产生了电流。
太阳能电池板的电流可以直接输出到电机、电器等设备上供电，也可以储存在电池中以备不时之需。
光伏技术的应用与未来光伏技术的应用范围非常广泛，包括家庭和商业电力系统、电力供应网络、航空航天设备等。
随着人们对环境保护和可持续发展的意识不断提高，光伏技术的应用前景也变得越来越广泛。
在未来，光伏技术将会主导地球上的新能源生产，取代传统的化石燃料，从而实现减少温室气体排放和保护地球的目标。
光伏技术的优势光伏技术的优势在于其可持续、清洁、低成本和高效的特点。
光伏技术不会释放任何有害的化学物质和温室气体，不会造成环境污染，对环境友好。
同时，光伏技术在生产上的成本越来越低，不仅能够为人们带来可靠、低成本的电力供应，还能够促进就业和经济发展。
总结光伏技术是一种能源转换技术，利用太阳能将其转换成电能。
太阳能电池板是光伏技术的核心，利用光照来产生电能。
光伏技术不仅能够满足我们日常生活的需要，还可以为环境保护和可持续发展做出贡献。
光伏技术应用广泛，成本低廉、环保、高效，是能源转型的重要技术之一。
光伏组件原理
光伏组件原理
光伏组件原理是指利用光电效应将太阳能转化为电能的过程。
光电效应是指光子在特定材料中与原子或分子相互作用后，从而引发电子的运动和电荷分离的现象。
光伏组件的主要构成是光伏电池。
光伏电池由多个不同材料制成，常见的材料包括硅、镓、砷化镓等。
硅是最常见的材料，其有晶体硅和非晶硅两种类型。
在光电效应的作用下，光子打到光伏电池的材料上，并被材料中的原子或分子吸收。
吸收光子后，高能的光子会将材料中的电子击出，并形成一个空穴。
电子和空穴的运动会产生电压和电流。
为了提高光伏组件的效率，通常会对光伏电池进行多个层次的堆叠。
这种多层结构可以充分吸收不同波长的光线，提高光电转换效率。
此外，还可以利用反射层、透明电极等技术来减少光线的损失。
光伏组件的电能输出需要经过逆变器进行转换，将直流电转化为交流电，以便供给家庭、工业或电网使用。
逆变器还能够监控光伏组件的工作状态，确保其正常运行和安全性能。
总结起来，光伏组件原理是利用光电效应将太阳能转化为电能。
通过光伏电池的材料吸收光子，产生电子和空穴，进而形成电流和电压。
多层堆叠和其他技术可以提高光伏组件的效率。
逆变器将直流电转化为交流电，并监控组件的工作状态。
这些原理的运用使得光伏组件成为一种可再生、清洁的能源发电方式。
光伏的知识
光伏的知识嘿，朋友们！今天咱来聊聊光伏这玩意儿。
你说这光伏啊，就像是太阳公公给咱派来的神奇小精灵！它能把那无处不在又取之不尽的太阳光，变成实实在在能为咱所用的电呢！这可太了不起啦！想象一下，那大太阳高高挂在天上，每天都在拼命地发光发热。
以前咱可能就觉得晒晒太阳挺舒服，或者顶多就是太阳能热水器能让咱洗个热水澡。
可现在呢，有了光伏，那太阳光可就成了宝贝啦！就好像你本来有一堆看似没用的石头，突然发现能从中提炼出金子一样，神奇吧！咱家里要是装上光伏板，那感觉就像是给自己请了个不花钱的小电工。
白天它就勤勤恳恳地工作，把太阳光转化成电，供咱家里的电器用。
多余的电还能存起来，晚上再用呢！这不就等于给自己省了一大笔电费嘛！而且啊，它还特别环保，不会产生那些污染环境的东西，简直就是环保小卫士呀！你再想想，那些大工厂、大电站要是都用上光伏，那得节省多少能源啊！还能减少多少污染排放呀！这可真是为咱的地球妈妈做了大贡献呢！就像给地球妈妈穿上了一件绿色的保护衣。
光伏这东西安装起来也不难呀。
你看，只要找个阳光好的地儿，把那些板子一架，接好线，它就能开始工作啦！而且它还挺耐用的，用上好些年都没问题。
这多省心呀！咱国家现在对光伏的发展可重视啦！到处都在大力推广呢。
为啥呀？不就是因为它好处多多嘛！既能让咱老百姓得实惠，又能让国家的能源更清洁、更可持续。
这不是一举多得嘛！说真的，咱可得好好感谢那些研究光伏的科学家和工程师们，是他们让这么好的技术来到了我们身边。
咱也得好好利用起来，让光伏为我们的生活带来更多的便利和好处。
所以啊，朋友们，还等啥呢！赶紧去了解了解光伏，说不定你也能成为光伏的受益者呢！让我们一起拥抱这个神奇的太阳光小精灵吧！原创不易，请尊重原创，谢谢!。
光伏对大自然的好处
光伏对大自然的好处1.引言1.1 概述光伏技术是一种将太阳能转化为电能的可再生能源技术。
随着人们对环境保护和可持续发展的重视，光伏发电作为一种清洁、可再生能源的代表，受到了广泛关注和应用。
光伏不仅对人类社会产生了积极的影响，也给大自然带来了诸多好处。
首先，光伏技术能够减少化石燃料的使用。
化石燃料的燃烧会释放大量的二氧化碳等温室气体，对全球气候产生不利影响。
而光伏发电利用太阳能直接发电，不需要燃烧化石燃料，因此能够降低温室气体的排放量，减缓气候变化的速度。
其次，光伏发电提供了清洁能源。
与传统能源相比，光伏发电几乎不会产生大气污染物，如二氧化硫、氮氧化物等。
这有助于减少空气污染，改善人们的生活环境。
同时，光伏发电也是一种非常安全的电力来源，相比于核能或化石能源，光伏发电不会造成核泄漏、矿井事故等安全隐患。
此外，光伏发电还有利于保护生态环境。
传统能源的开采和使用常常对生态系统造成破坏，包括森林砍伐、土地退化、水源污染等。
而光伏发电不需要大规模地开采资源，安装光伏电池板只需要在屋顶或者土地上搭建，不会破坏大自然的生态平衡。
总结而言，光伏技术对大自然具有多重好处。
它减少了化石燃料的使用，降低了温室气体的排放量，缓解了气候变化带来的影响；光伏发电提供了清洁能源，减少了空气污染，改善了人们的生活环境；而且光伏发电还保护了生态环境，减少了对自然资源的依赖和破坏。
展望未来，光伏技术的发展前景广阔，它有望成为替代传统能源的重要选择，为人类社会和大自然带来更多的益处。
1.2 文章结构文章结构：本文将分为三个主要部分来探讨光伏对大自然的好处。
首先，我们将在第二部分中讨论光伏技术如何减少化石燃料的使用，以及对减少温室气体排放量和缓解气候变化的重要性。
接下来，在第三部分中我们将探讨光伏技术如何提供清洁能源，减少空气污染，并保护生态环境。
最后，在结论部分中，我们将总结光伏对大自然的好处，并展望光伏的发展前景。
通过这样的结构，我们将全面了解和评估光伏对大自然的积极影响。
光伏的分类
光伏主要分为独立光伏发电和并网光伏发电两种类型。
独立光伏发电，也称为离网光伏发电，主要由太阳能电池组件、控制器、蓄电池组成。
这种类型的发电系统多建在山区、丘陵等地的无电网地区，以及通信信号电源、阴极保护、太阳能路灯等各种带有蓄电池的可以独立运行的光伏发电系统。
并网光伏发电是指太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合电网要求的交流电后接入公共电网。
并网光伏发电分为集中式光伏电站和分布式光伏电站两种类型。
集中式光伏电站一般具有投资规模大、建设周期长、占地面积大等特点，通常建设在沙漠、戈壁等地区。
分布式光伏电站通常建设在居民、工厂、园区等建筑物的屋顶上，数量多且资源分散。
除此之外，光伏还可以根据建设地点的不同分为山地丘陵光伏电站、沙漠戈壁光伏电站、光互补光伏电站等。
光伏基础知识介绍PPT(共 62张)ppt课件
光伏产业链介绍
➢ 组件封装-示意图
TPT
玻璃
太阳电池
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
EVA
电极接线柱
互连条
光伏产业链介绍
➢ 组件封装-示意图
玻璃清洗
太阳电池的焊接
太阳电池串的排列
层叠
层压
入库
包装
检验
装边框、接线盒
光伏产业链介绍
➢ 组件封装-焊接
焊接
将单个电池片组成电池串的过程 焊接保证电池的电性能的稳定 焊接过程是重要的一个工艺过程
光伏产业链介绍
➢电池电性能参数
❖ 短路电流 Isc ：负载的电阻为零时，太阳电池的输出电流； ❖ 开路电压 Voc ：负载的电阻无穷大时，太阳电池的输出电压； ❖ 最大功率点 Pm ：太阳电池的最大输出功率； ❖ 最大功率点电流 Im ：输出功率最大时，太阳电池的输出电流； ❖ 最大功率点电压 Vm ：输出功率最大时，太阳电池的输出电压；
❖ 并联电阻 Rsh ：为旁漏电阻，它是由硅片的边缘不清洁或硅片表面 缺陷引起。
光伏产业链介绍
➢ 各种太阳能电池比较
具体分类
转换效率%
单晶硅
17-20
多晶硅
15-18
多晶硅薄膜 10-12
非晶硅薄膜 6-10
优点
缺点
产业化 阶段
技术工艺最为成熟，市场主导产品， 转换效率高，性能稳定
多晶硅成本比单晶硅低
该过程用于提高组件的机械性能和用于保证组件的电性能输 出
光伏产业链介绍
➢ 组件测试-EL
隐裂
明暗不均
光伏产业链介绍
➢ 组件测试-电性能测试
太阳能电池组件把接收的光能转换成电能，其输出电流-电压的特性如下图。这 个曲线也称I-V曲线。
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光蓄互补系统 仿真结果示意
电气与自动化工程学院·
优化
数学模型
目标函数
- 方案全寿命周期内成本净现值（NPC）最小
约束条件 - 最大负荷损失率
- 最大运行容量损失率
- 必须确保的重要负荷比例 - 最低可再生能源发电量比例
- 最大年化石燃料消耗量
- 最大污染物排放量 - 最低蓄电池寿命 - 年末储氢水平 - 微网与电网的最大交换功率（并网）、年最大购电量（可选）。。。 电气与自动化工程学院·
响 敏感变量
- 用户输入多个数值的输入变量 - 普通输入变量和小时级输入变量
灵敏度分析场景
- 不同敏感变量的取值组合构成一个场景 - 对每个案例分别进行优化
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灵敏度分析
应用
- 处理参数的不确定性 - 评估、额外投资（系统设计）
- 最优发电技术（能源规划）
- 具有竞争力价格（市场分析） - 激励政策（政策制定）
数学模型
- 目标函数 光伏系统寿命周期内的费用，包括PV方阵、逆变器、线路等投资、运 行维护费用及更新费用。 - 约束条件 PV组件安装面积、额定功率、年发电量。 - 决策变量 PV方阵倾角、方位角，容量，型号及串并联形式； 逆变器容量，型号；
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并网光伏系统设计
系统结构
详细设计中软件辅助、优化功能不强。 气象及光伏数据管理、分析功能强大
独立光伏系统中没有考虑逆变器
遮挡分析功能强大。 专业光伏系统设计软件，无法对含多种可再生能源的混合 系统进行优化设计。
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汇报提纲：
一、PVSYST软件介绍 二、HOMER软件介绍 三、总结
四、今后工作安排
- 将可行方案按 NPC 大小从低到高依次排序，也按不同类型系统配置方 案进行排序
- NPC最低的可行方案即为最优方案
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优化
以风蓄互补系统为例
系统结构 决策变量，7×1×1×5×7×2=490
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优化
优化结果
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灵敏度分析
作用：量化分析输入参数的不确定性对系统优化设计的影
优化
数学模型
决策变量 - PV容量；风机个数
- 是否存在小水电
- 发电机容量 - 蓄电池个数
- 逆变器容量
- 电解槽容量 - 储氢槽容量 - 能量调度策略 - 从电网获取的最大功率
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优化
优化过程
- 遍历系统所有的配置组合行方案的NPC
- 1次优化 = 多次仿真
- 1次灵敏度分析 = 多次优化
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仿真
灵活的建模能力
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仿真
作用：系统技术经济性分析
输入参数：系统结构及控制策略 步长及时间：1小时、1年 仿真过程：全年8760小时基于能量平衡仿真 输出结果：
- 技术上是否可行 - 系统成本关键参数
获取初步设计结果
系统详细仿真 （小时级）
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获取详细设计结果
抽水光伏系统设计
数学模型
- 目标函数 光伏系统寿命周期内的费用，包括PV方阵、抽水泵、控制器等初始投 资、运行维护及更新费用。 - 约束条件 最大负荷损失率。设备寿命。 - 决策变量 PV方阵倾角、方位角，容量，型号及串并联形式； 抽水泵容量，型号及串并联形式；
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PVSYST软件介绍
模型及概况
Type of POA Model Radiation Model system Hay, Perez et al. Array Performance One-diode equivalent circuit. Modified one-diode for stabilized aSi, CiS and CdTe thin-film modules. Also, Incident angle modifier, and air mass correction. Modeled PV Weather and Economics/ Model Technologies Insolation Financing Status cSi, μc-Si, HIT, TF (CdTe, CiS, aSi) Meteonorm, Satellight, TMY 2, ISMEMPA, Helioclim-1 and 3, NASASSE, WRDC, PVGIS-ESRA, RETScreen. System financing, feed-in tariffs, annual and used energy costs. Developed in the mid 1990s. Currently updated in 2009 with version 5.05.
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灵敏度分析
以风蓄互补系统为例
系统结构
敏感变量，4×7=28
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灵敏度分析
参数灵敏度分析结果
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物理模型
构成
- 负荷 - 资源
- 元件
- 控制策略
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物理模型
负荷
- 重要负荷 - 可延迟负荷
- 热负荷
- 氢负荷
- 决策变量
PV方阵倾角、方位角，容量，型号及串并联形式； 蓄电池组容量，型号及串并联形式；
控制策略；
备用柴发的型号及容量（如果有）
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独立光伏系统设计
系统结构
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独立光伏系统设计
初步设计 详细设计
输入工程所在地更加详 细的地理、气候信息
设计步骤
- 初步设计 - 详细设计
蓄电池模型
简化的Kinetic Battery Model (KiBaM)模型
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HOMER模型简介
仿真模型选择
- 原则 - 时序仿真 - 统计学模型 - 加图。。。
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HOMER基本功能
3个基本核心功能：
- 仿真
- 优化 - 灵敏度分析
核心功能之间的关系：
确定系统配置/结构
蓄水池、PV阵 列容量优化
系统详细仿真 （小时级）
获取初步设计结果
获取详细设计结果
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PVSYST小结
优化：核心分 2 步进行优化设计，首先进行初步设计，对 系统进行概要的优化设计。然后进行详细设计，辅助用户
对系统结构进行校验，并对初步设计结果进行改进。感觉
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HOMER软件介绍
来源：美国国家可再生能源实验室 NREL于1993年开发的混
合电力系统分析设计软件 功能：系统仿真、优化、和灵敏度分析。 独特功能：非常灵活的建模能力，基于净现值的系统优化， 参数灵敏度分析。 适用范围：微网系统 适用人群：系统设计、能源规划、市场分析、政策制定等 人员
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能量调度/控制策略
构成
- 运行备用 - 可调度能源控制
- 调度策略
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并网光伏系统设计
初步设计 详细设计
输入工程所在地更加详细的 地理、气候信息
设计步骤
- 初步设计 - 详细设计
输入工程所在地位 置、地理、气候信息
输入系统信息
优化光伏阵列跟踪系统
PV阵列倾角及方位角 优化
确定系统配置/结构
PV组件的类型及安装条件
确定遮挡信息
系统快速仿真
输入详细的负荷信息
光伏&混合系统软件介绍
——PVSYST&HOMER 于波
2010-05-15
汇报提纲：
一、PVSYST软件介绍 二、HOMER软件介绍 三、总结
四、今后工作安排
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PVSYST软件介绍
来源：瑞士日内瓦大学能源课题组于 1990年代中期开发的
光伏系统分析设计软件 功能：并网、独立、抽水和直流光伏系统的仿真计算。 初始设计、工程设计、数据分析/工具箱。 独特功能：遮挡对光伏阵列功率输出影响，详细的光伏阵 列损耗分析等 适用范围：任何有气象、太阳能辐射数据的地区 适用人群：建筑师、设计师和研究人员
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光伏系统设计步骤
初步设计
- 适用于并网、独立或抽水系统 - 考虑很少的输入数据
- 以月为仿真步长，确定光伏系统容量及粗略的经济评价
详细设计
- 适用于并网、独立、抽水和直流光伏系统
- 详尽的输入数据
- 以小时为仿真步长，确定系统的组成、详细的经济评价并自动生成报 告
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HOMER was developed in 1993, and is available as of 2009 through HOMER Energy. Version 2.67 beta (April 2008) was the most recent version at the time of this report.
光伏系统设计步骤
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光伏系统设计步骤
数据分析/工具箱
- 气象、组件数据管理 - 光伏设计工具
- 测量数据管理及分析
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独立光伏系统设计
数学模型
- 目标函数 光伏系统寿命周期内的费用，包括PV方阵、蓄电池组、逆变器等投资、 运行维护费用及更新费用 - 约束条件 最大负荷损失率、最低蓄电池寿命
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