太阳能光伏发电概述
太阳能光伏发电概述
4月17日，First Solar关于重组的计 划一经公布，该公司股价立刻上涨逾 14%。改革将作为催化剂帮助该公司达 到转换效率目标，并从在可预见未来内 不可持续发展的市场做出战略转移。
近几个月以来，不断下滑的多晶硅 价格已经使得来自中国光伏制造商（如 尚德电力、英利绿色能源和天合光能） 的压力不断增大，因为这些企业的每瓦 成本已经大幅下降。光伏业产能严重过 剩、产品价格下滑、欧洲光伏市场萎缩 以及光伏企业激烈竞争以摆脱亏损状态 等多种因素严重削弱了业内最大薄膜组 件制造商First Solar的优势。
太阳能光伏发电概述
随着全球工业化进程的逐步展开， 世界各国对能源的需求急剧膨胀，而煤 炭、石油和天然气三大化石能源日渐枯 竭，全球将再一次面临能源危机，同时， 大量使用化石能源对生态环境造成严重 的破坏。能源、环境与发展已成为当今 世界亟待解决的问题。因此全球都在积 极开发利用可再生能源。
新能源一般是指在新技术基础上加 以开发利用的可再生能源，包括太阳能、 生物质能、水能、风能、地热能、波浪 能、洋流能和潮汐能，以及海洋表面与 深层之间的热循环等；此外，还有氢能、 沼气、酒精、甲醇等。
为了完成绿色奥运的口号，2008 年北京奥运会的多个奥运场馆都充分将 新能源发电技术运用到奥运建筑当中， 主要表现为采用了太阳能和风能等可再 生能源为奥运场馆的用电设施供电，大 幅度的减少污染物的排放量，使绿色奥 运的理念得到了充分的体现。
同年 12 月，昆明石林光伏并网实 验示范电站正式开工建设，作为我国最 大的光伏并网实验示范电站，该电站总 装机容量为166兆瓦。该项目包括科普区 和实验示范区两个部分：科技普及区的 装机规模66兆瓦，年均发电量七千多万 度；实验示范区的发电规模为100兆瓦， 年均发电量近一亿度。
太阳能光伏发电系统概述
太阳能光伏发电系统概述太阳能光伏发电系统是一种利用太阳能直接转化为电能的发电方式。
该系统主要由光伏电池组、控制器、逆变器、储能装置和配电设备等组成。
太阳能光伏发电系统具有环境友好、可再生能源等优势，被广泛应用于家庭、工业和农村等领域。
太阳能光伏发电系统的核心是光伏电池组。
光伏电池是一种能够将太阳能转化为电能的半导体器件。
常见的光伏电池主要有单晶硅电池、多晶硅电池和薄膜太阳能电池。
光伏电池通过吸收太阳辐射光的光子，将其转化为电子和空穴，形成电压和电流。
控制器是太阳能光伏发电系统的调节器，用于控制光伏电池组的充电和放电过程。
控制器具有过充保护、过放保护、过载保护和短路保护等功能，以保证光伏电池组的安全运行和延长使用寿命。
逆变器是太阳能光伏发电系统的重要组成部分，用于将直流电转化为交流电。
逆变器能够将光伏电池组产生的直流电转换为家庭或工业用电所需的交流电，并能适应电网频率和电压波动。
储能装置是太阳能光伏发电系统的重要组成部分，用于储存电能。
储能装置可以是蓄电池组，也可以是超级电容器。
蓄电池组可以将白天产生的多余电能储存起来，供夜晚或阴雨天使用，以实现24小时不间断供电。
配电设备用于将太阳能光伏发电系统产生的电能连接到家庭或工业用电系统中。
配电设备包括电源开关、电流互感器和电表等，用于确保电能的安全供应和计量使用。
太阳能光伏发电系统的工作原理是光伏效应。
当光照射到光伏电池上时，光子会激发光伏电池中的电子，使其从价带跃迁到导带中，形成电压和电流。
通过控制器和逆变器的调节，将直流电转化为交流电，并将其连接到电网或用于自用。
太阳能光伏发电系统具有许多优势。
首先，它是一种清洁能源，不会产生污染物和温室气体。
其次，太阳能是一种可再生能源，源源不断地提供电能，不会耗尽。
此外，太阳能光伏发电系统可以在贫瘠的地区使用，有利于推动农村发展。
最后，太阳能光伏发电系统可以降低电力供应成本，节约能源开支。
然而，太阳能光伏发电系统也存在一些挑战。
光伏太阳能发电概述
光伏太阳能发电概述本人整理并撰写了10kWp家庭分布式并网光伏系统相关知识，并进行相应的仿真分析。
该系统能够将太阳能转化为可用的电能，并与电网进行双向交互，为家庭提供清洁、可再生的能源。
论文首先介绍了研究的背景和意义，然后对相关的技术和理论进行了详细介绍，包括分布式光伏系统基础知识、并网光伏系统原理和组成部分、光伏系统的设计原则和要求以及相关的仿真工具和方法。
接着，论文详细讨论了家庭分布式并网光伏系统的设计，包括系统架构和拓扑设计、光伏阵列的选择和布置、逆变器和电网连接设计、电池储能系统设计以及控制和监测系统设计。
然后，论文对光伏系统的性能进行了分析与优化，包括光伏阵列性能分析、逆变器和电池系统性能分析、系统效率和功率输出分析以及预测和处理阴影效应。
随后，通过仿真和实验结果的比较，验证了系统设计的有效性和可行性。
最后，论文进行了讨论与分析，包括设计方案的优劣评估、系统运行中可能遇到的问题和挑战以及进一步改进和优化的建议。
最后，总结了研究工作的主要成果，并展望了未来的研究方向。
随着能源需求的不断增长和对环境保护的迫切需求，可再生能源逐渐成为全球能源领域的热门话题。
在可再生能源中，太阳能因其丰富的资源和广泛的应用领域而备受关注。
太阳能光伏发电作为一种利用太阳能直接转化为电能的技术，具有清洁、可再生和分布式特点，已经成为可持续能源发展的重要组成部分。
分布式光伏发电系统是指将太阳能光伏组件安装在用户的屋顶或场地上，将太阳能直接转化为电能，并与电网进行并网运行。
相比于传统的集中式发电系统，分布式光伏系统具有诸多优势，包括降低能源损耗、减少传输损耗、提高电网的可靠性和灵活性等。
特别是在家庭领域，分布式光伏系统可以为家庭提供绿色能源，降低能源消耗成本，减少对传统电网的依赖，促进能源可持续发展。
在本论文的研究目的是设计和仿真一个10kWp家庭分布式并网光伏系统，通过对系统组成部分、布置和运行参数的优化，实现高效、可靠和经济的光伏发电。
太阳能发电简介
环保
太阳能发电不产生温室气体排 放，减少对环境的污染。
资源丰富
太阳光照射地球的能量巨大， 只需利用一小部分即可满足人 类能源需求。
低维护成本
太阳能发电系统运行稳定，维 护成本相对较低。
02
太阳能电池板
类型与构造
01
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03
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单晶硅电池板
由单晶硅片制成的电池板，效 率较高，但制造成本也较高。
多晶硅电池板
土地资源限制
总结词
土地资源限制是太阳能发电面临的另一 个挑战，需要寻找有效的土地利用方式 。
VS
详细描述
太阳能发电需要大面积的土地资源，尤其 是在光伏发电领域。然而，随着城市化的 进程和土地资源的日益紧张，可用的土地 资源越来越有限。为了解决这个问题，需 要发展高效率的太阳能电池板和优化土地 利用方式，例如发展屋顶光伏和农业光伏 等模式，以减少对土地资源的依赖。
工作原理
光生伏打效应
当太阳光照射在太阳能电池板上时， 光能转换为电能，产生直流电。
储能与逆变器
通过储能装置（如蓄电池）储存电能 ，再通过逆变器将直流电转换为交流 电供家庭或商业使用。
太阳能发电的优势
可再生
太阳光是无限可再生的能源， 长期使用不会枯竭。
长期回报
太阳能发电系统的投资回报期 长，长期运营可获得稳定的收 益。
政策与法规
要点一
总结词
政策与法规是影响太阳能发电发展的重要因素，需要制定 合理的政策和法规来促进其发展。
要点二
详细描述
政府在太阳能发电的发展中起着重要的作用，通过制定合 理的政策和法规可以促进其发展。例如，政府可以提供税 收优惠、补贴和贷款等政策来降低太阳能发电的成本；同 时，政府还可以制定相关法规来规范行业的发展，例如制 定能效标准和并网标准等。此外，政府还可以通过宣传和 教育等途径来提高公众对太阳能发电的认识和接受程度。
太阳能光伏发电课程设计
1 太阳能发电概述1.1 太阳能光伏发电背景能源短缺是当今社会中旳热点问题，它直接制约着经济和社会旳发展，可再生能源旳运用也就成了当今世界关注旳焦点之一。
太阳能是多种可再生能源中最重要旳基本能源，生物质能、风能、海洋能、水能等都来自太阳能。
广义地说，太阳能包括以上多种可再生能源。
近年来太阳能旳运用得到了世界各国旳广泛关注，美国、日本、德国相继提出了“阳光计划”、“节能计划”等大力发展太阳能光伏发电技术。
自“六五”以来我国政府也一直把研究开发太阳能和可再生能源技术列入国家科技攻关计划，大大推进了我国太阳能和可再生能源技术和产业旳发展。
中国1958年开始研制太阳能电池，1959年第一块有实用价值旳太阳能电池诞生。
中国于1971年3月初次应用太阳能电池作为科学试验卫星旳电源，开始了太阳能电池旳空间应用。
中国于1973年初次在灯浮标上进行应用太阳能电池供电试验，开始了太阳能电池旳地面应用。
通过40数年旳努力，中国旳光伏发电技术已具有一定旳水平和基础。
到2023年地，已建成10个初具规模旳光伏电池专业生产厂，光伏电池组件旳年生产能力约为10MW,其中单晶硅电池为8WM，非单晶硅电池为2WM。
中国光伏电池旳重要产品是单晶硅电池、多晶硅电池和非晶硅电池。
商品单晶硅电池组件旳转换效率为11%～14%，功率为35～70Wp。
商品多晶硅光伏电池组件旳转换效率为10%～13%，功率为35～70Wp。
商品非晶硅光伏电池组件旳转换效率为4%～6%，功率为11～12Wp，为单节p-I-n电池。
2023年中国光伏电池组件旳产量约为9MW，其中单晶硅和多晶硅光伏电池组件约为8MW，非晶硅光伏电池组件约为1MW。
在单硅和多晶硅光伏电池组件中，包括用进口光伏电池封装旳组件，未包括出口旳草坪灯等消费品用旳光伏电池。
在非晶硅光伏电池组件中，未包括出口旳电子计算器等消费品用旳光伏电池。
2023年中国单晶硅和多晶硅光伏电池组件旳售价为33～40元/Wp，非晶硅光伏电池组件旳售价为24～26元/Wp。
光伏发电 概念
光伏发电的概念、重要性与应用一、概念定义光伏发电是利用光伏效应将光能转化为电能的一种技术。
光伏效应是指在特定材料中，当被光照射时，材料表面会释放出电子，产生电能的现象。
光伏发电系统是由光伏电池、逆变器、控制系统及支撑结构等组成，其基本原理是将光能转化为直流电，再通过逆变器将直流电转化为交流电，供给家庭、工业和商业等用电设施使用。
光伏发电系统分为太阳能光伏发电和光热光伏发电两种形式。
太阳能光伏发电采用直接将太阳能转化为电能的方式，核心组件是光伏电池。
它通过将太阳光直接转化为电能，具有不污染环境、可再生等特点。
光热光伏发电则是通过利用太阳能集热，产生高温工质，再传导给光伏电池产生电能。
二、重要性1. 可再生能源光伏发电是一种利用太阳能进行能量转换的过程，太阳能是一种清洁、可再生的能源资源。
相对于传统的化石燃料能源，利用太阳能发电可以降低温室气体排放，减少环境污染，有助于应对能源紧缺和气候变化等全球性问题。
光伏发电作为可再生能源的重要组成部分，在环保节能方面发挥着重要作用。
2. 分布式发电光伏发电具有分布式特点，可以灵活布局在各种场所，例如屋顶、电厂、大型公共设施等。
相对于传统的集中式发电方式，分布式光伏发电可以解决电力输送损耗的问题，减少输电线路的损耗，提高电能利用效率。
同时，分布式光伏发电还可以降低用电设施与发电设施之间的距离，减少电能传输的损耗和成本。
3. 电力供应稳定性光伏发电与传统的火力发电、水力发电等发电方式相比，具有较强的电力供应稳定性。
太阳能是一种高度稳定的能源资源，在白天阳光充足时，光伏发电系统能够提供稳定的电力。
同时，以分布式方式布局的光伏发电系统可以降低电力供应的中断风险，提高电力供应的可靠性。
4. 经济效益光伏发电在经济上具有显著的优势。
随着科技的进步和光伏发电设备的成本逐渐降低，光伏发电系统的投资成本越来越低，回收周期逐渐缩短。
此外，光伏发电还能够降低电力供应的过载风险，提高电力系统的运行效率，减少电网建设和运营维护的成本。
太阳能发电技术综述
太阳能发电技术综述太阳能作为一种可再生能源，具有很高的发展潜力和广阔的应用前景。
在当前推动绿色能源发展的背景下，太阳能发电技术成为了人们关注的焦点。
本文将综述太阳能发电技术的各个方面，包括光伏发电技术、太阳能热发电技术以及太阳能光热联合发电技术。
一、光伏发电技术光伏发电技术是利用太阳能电池将太阳能转化为电能的一种技术。
太阳能电池是将光能直接转化为电能的器件，常见的太阳能电池有晶体硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池等。
光伏发电技术具有环保、可再生、分布式发电等优势，不受地域限制，可以应用于各个领域，如建筑物屋顶、太阳能电站等。
目前，光伏发电技术已经得到了广泛应用，市场规模不断扩大。
二、太阳能热发电技术太阳能热发电技术是利用太阳能将光能转化为热能，再通过热能转化为电能的一种技术。
太阳能热发电技术包括槽式集热器系统、太阳能塔式集热器系统等。
槽式集热器系统通过镜面将太阳光聚焦在一个集热管上，使管内的工质受热，产生高温和高压蒸汽，再通过涡轮机发电。
太阳能塔式集热器系统通过高塔将太阳光聚焦在接收器上，接收器受热后产生高温流体，通过换热器转化为蒸汽，再通过涡轮机发电。
太阳能热发电技术具有高效、稳定的特点，可以实现大规模发电。
三、太阳能光热联合发电技术太阳能光热联合发电技术是将光伏发电技术和太阳能热发电技术结合起来的一种发电方式。
通过太阳能光热联合发电系统，可以使得光伏电池在发电过程中产生的热量通过集热器回收利用，提高能量利用效率。
太阳能光热联合发电技术可以兼具光伏发电技术和太阳能热发电技术的优势，既可以转化光能为电能，又可以利用余热发电，提高整体发电效率。
总结太阳能发电技术作为一种清洁、可再生的能源技术，在解决能源和环境问题上具有重要意义。
光伏发电技术、太阳能热发电技术以及太阳能光热联合发电技术是目前主流的太阳能发电技术。
随着技术的不断进步和成本的降低，太阳能发电技术的应用将越来越广泛，对推动绿色能源发展和实现可持续发展目标具有重要意义。
太阳能光伏发电系统的并网接入政策与规定
太阳能光伏发电系统的并网接入政策与规定随着对清洁能源的日益需求与环保意识的增强，太阳能光伏发电系统的应用逐渐普及。
为了规范光伏发电系统的建设与运行，各国纷纷出台了太阳能光伏发电系统的并网接入政策与规定。
本文将就太阳能光伏发电系统的并网接入政策与规定进行介绍、分析和总结。
一、太阳能光伏发电系统的概述太阳能光伏发电系统是利用太阳能将光能转化为电能的系统。
它由太阳能电池板、逆变器、电网连接装置等组成。
太阳能电池板将太阳的辐射能转化为直流电能，逆变器将直流电能转化为交流电能，然后并入电网供电。
光伏发电系统能够利用可再生能源，不产生污染物和温室气体，具有环保、安全、经济等优点，因此备受关注。
二、太阳能光伏发电系统的并网接入政策与规定的意义并网接入政策与规定的出台，对于太阳能光伏发电系统的建设与运行具有重要意义。
首先，政策与规定可以规范光伏发电系统的建设与运行，保障系统的安全与可靠性。
其次，政策与规定可以促进光伏发电系统的发展与推广，提高清洁能源利用率，减少传统能源消耗与碳排放。
此外，政策与规定还可以引导市场发展，加强产业链合作与协调。
三、国内太阳能光伏发电系统并网接入政策与规定我国太阳能光伏发电系统的并网接入政策与规定主要体现在以下几个方面：1. 发电许可证与电网接入许可证根据《电力法》，光伏发电系统需要取得电力生产许可证，以合法并网。
同时，还需要与电网公司签订电网接入合同，并获得电网接入许可证。
2. 并网技术与设备要求光伏发电系统的并网技术与设备要求是确保并网过程中电能质量与电能安全的基础。
比如，要求光伏发电系统具备电能质量稳定、电能输出可控、保电能力强等特点。
3. 功率限制与补贴政策为了保障电网的稳定运行，我国对光伏发电系统的并网功率有一定的限制。
根据国家能源局的要求，光伏发电系统的规模和安装地点都有相应的限制。
此外，国家还出台了一系列光伏发电补贴政策，以鼓励光伏发电系统的发展与应用。
四、国际太阳能光伏发电系统并网接入政策与规定除了国内政策与规定外，国际上也有许多国家制定了太阳能光伏发电系统的并网接入政策与规定。
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1998年世界太阳能电池年产量超过151.7MW
2004年世界太阳能电池年产量超过1200MW
3、我国太阳能光伏发展历史
1958年我国开始研制太阳能电池。 1959年中国科学院半导体研究所研制成功第一
片具有实用价值的太阳能电池 1971年3月在我国发射的第二颗人造卫星——
太阳能电池是太阳能光伏发电的基础和核心， 是一种利用光生伏打效应将光能转变为电能的 器件，又叫光伏器件。
目前广泛采用的光电转化器件是晶体硅太阳能 电池，生产工艺成熟，已经进入大规模产业化 阶段。
太阳能光伏发电技术应用途径
太阳能光伏发电系统的运行方式可分为离网运行和联 网运行两类。
未与公共电网相联接的太阳能光伏发电系统称为离网 太阳能光伏发电系统，又称独立太阳能光伏发电系统，
世界传统常规能源正处于开采和使用高峰期并 将逐步走向衰落，能源结构必须发生根本性变 革—可再生能源所占比例将逐步上升。
作为最具可持续发展特征的太阳能光伏发电， 将成为未来基础能源的重要组成部分。
光伏技术简介
通过太阳能光伏电池将太阳能转换为电能的发 电系统称为太阳能光伏发电系统（或太阳能电 池发电系统）。
1973年美国特拉华大学建成世界第一个光伏住 宅。
1974年日本推出光伏发电的“阳光计划”；
1979年世界太阳能电池安装总量达到1MW
1982年世界太阳能电池年产量超过9.3MW
1983年世界太阳能电池年产量超过21.3MW； 名为SolarTrek的1KW光伏动力汽车穿越澳大利 亚，20天内行程达到4000Km
我国目前的光伏产业主要在两方面发挥作用：
一是国家示范项目、民心工程和国际合作项目， 如“西藏无电县建设”、“送电到乡”、“光 明工程”等项目的建设。
另外，就是无电地区通信、卫星信号的传输和 接收，以及输油、输气管道的阴极保护等系统 所用的电源。还有极少部分用作带有“科技示 范效应”的路灯、广告牌、草坪灯等电源。
的冶金级硅杂质约1-2%）大约8-10元/kg,而太阳电池 用的硅材料价格要高几十倍.
太阳能汽车
太阳能手机
光伏灯源
光伏系统
Railway station in Germany.
屋顶太阳能光伏系统
光伏发电站与跟踪装置
One-axis solar tracking system usually generate 30% more energy, Two-axis system got even more.
1877年制作第一片硒太阳能电池。1883年美 国发明家CharlesFritts描述了第一块硒太阳能 电池的原理。
1904德国物理学家爱因斯坦发表关于光电效应 的论文。1921年由于提出的解释光电效应的理 论获得诺贝尔物理奖。
1951年生成p-n结，实现制备单晶锗电池。
1955年西部电工开始出售硅光伏技术商业专利，
2005~2006年，我国的太阳能电池组件产量在 100MW/年以上，我国成为世界重要的光伏工业基地 之一，初步形成一个以光伏工业为源头的高科技光伏 产业链
随着我国“可再生能源法”的实施，我国太阳 能光伏发电将得到快速发展。
预计在3~5年内我国在太阳能光伏电池研发、 生产、应用产品开发将形成一个世界级的产业 基地，并将在国际太阳能光伏工业产业中占据 重要的地位
1958年美国信号部队制成n/p型单晶硅光伏电 池，单晶硅电池效率达到9%；第一个光伏电 池供电的卫星先锋1号发射，光伏电池100c㎡， 0.1W,为一备用的5mW话筒供电。
1960年实现单晶硅电池效率达到14%。
1963年Sharp公司成功生产光伏电池组件；日 本在一个灯塔安装242W光伏电池阵列，在当 时是世界最大的光伏电池阵列。
空间太阳能电站
2、光伏电池的发展历史
太阳能光伏发电的最核心的器件是太阳能电池。 太阳能电池已经经过了160多年的漫长的发展
历史。 从总的发展来看，基础研究和技术进步都起到
了积极推进的作用，至今为止，太阳能电池的 基本结构和机理没有发生改变。
1839年法国实验物理学家E.Becquerel发现液 体的光生伏特效应，简称为光伏效应
科学实验卫星实践一号上首次应用太阳能电池 1979年我国开始利用半导体工业废次硅材料生
产单晶硅太阳能电池
1980年~1990年期间我国引进国外太阳能电池关键设 备、成套生产线和技术
到20世纪80年代后期，我国太阳能电池生产能力达到 4.5MW/年，初步形成了我国太阳能电池产业
2004年我国太阳能电池产量超过印度，年产量达到 50MW以上
主要应用于远离公共电网的无电地区和一些特殊场所， 如偏僻农村、牧区、海盗、高原、沙漠的农牧渔民提 供照明、看电视、听广播等基本生活用电，为通信中 继站、沿海与内河航标、输油输气管道阴极保护、气 象台站、边防哨所等特殊处所提供电源。
与公共电网相联接的太阳能光伏发电系统称为 联网太阳能光伏发电系统，它是太阳能光伏发 电进入大规模商业化发电阶段、成为电力工业 组成部分之一的重要方向，是当今世界太阳能 光伏发电技术发展的主流趋势。其中光伏电池 与建筑相结合的联网屋顶太阳能光伏发电系统 是各国发展的热点。
太阳能光伏发电概述
张立强 2009.5.5
本课内容
1. 光伏发电简介及应用 2. 世界光伏发电发展历史 3. 我国光伏发展历史 4. 太阳能光伏产业组成 5. 太阳能光伏发电现状及展望 6. 我国太阳能发电规划
1、光伏发电简介及应用
目前人类对石油和煤炭等传统常规能源的依赖 性过大，太阳能等新能源开发利成：
4.2 生产过程
太阳能电池需要高纯的原料，要求硅材料的纯度至少 99.99998%。即一万个硅原子中最多允许2个原子存 在,一般采用7个9的硅。
硅片尺寸：100mmX100mm，厚度220、240、330 微米。
原料：二氧化硅 将此熔化并除去杂质就可制取粗级硅，也称冶金级硅 材料提纯处理相当昂贵和生产成本很高,金属合金需要