光伏发电原理

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光伏发电原理

1.光伏发电系统组成及运行方式

1.1离网型光伏发电系统的组成

一般来说，离网型太阳能光伏发电系统由太阳能电池方阵、控制器、蓄电池组、逆变器等部分组成。

太阳能电池单体是光电转换的最小单元，尺寸一般为2cm×2cm到15cm×15cm不等，单体工作电压为0.45-0.5V，工作电流为20-25mA/cm2。太阳能组件是将太阳能电池单体进行串并联封装

（16）

升。（2

1.2

联网型太阳能光伏发电系统可分为集中式大型联网光伏系统（大型联网光伏电站）和分散式小型联网光伏系统（住宅联网型光伏系统）两类。

大型联网光伏电站所发电能直接输送到电网上，由电网统一调配向用户供电，但建设投资大，建设周期长，控制配电复杂，占用大片土地，发电成本高，发展较慢。

住宅联网型光伏系统所发的电能直接分配到住宅的用电负载上，多余或不足的电力通过连接电网来调节。

太阳能电池方阵是联网型光伏系统的主要部件，有其将接收到的太阳光能直接转换为电能，其单体同离网型太阳能电池单体相同。

住宅联网型光伏系统的突出特点是与建筑相结合，按结合方式可分为建筑与光伏系统相结合（BAPV）和建筑和光伏组件相结合（BIPV）两种型式。BAPV是光伏与建筑相结合的第一步，是将

现成的平板式光伏组件安装在建筑物的屋顶等处。BIPV是光伏与建筑相结合的进一步目标，是将光伏器件和建筑材料集成化，把屋顶、向阳外墙、遮阳板甚至窗户的材料用光伏器件来代替，既能作为建筑材料和装饰材料，又能发电，使光伏系统的造价降低，发电成本下降。

联网逆变器是联网型光伏系统的核心部件和技术关键，联网逆变器于独立逆变器的不同之处在于它不仅可将太阳能电池方阵发出的直流电转换为交流电，并且还可以对转换的交流电的频率、电压、电流、相位、有功与无功、同步、电能品质等进行控制。联网逆变器包括三部分（1）逆变系统其功能是采用大功率晶体管将直流高速切割，并转换为交流。(2)控制部分有电子回路组成，作用是控制逆变部分（3）保护部分有电子回路组成，作用是在逆变器内部故障时保护设备。

2.太阳能电池

2.1半导体基础知识

2.1.1

N

2.1.3PN

在一块N 性。

2.2

-空穴对，

P区有2.2

3.

蓄电池是将电能转换为化学能贮存起来，需要时再把化学能转变为电能的一种贮能装置。在此介绍VRLA电池的结构和原理。

3.1结构

VRLA电池由正极板、负极板、隔板、电池槽盖、硫酸电解质等主要组件组成，其结构图如图所示。

VRLA电池结构图

3.2基本原理

正极：

负极：

4.逆变器

逆变器也称逆变电源，是将直流电能转换为交流电能的变流装置，是太阳能发电系统的一个重要部件。逆变器按输出电压波形可分为方波逆变器、正弦波逆变器、和阶梯波逆变器。按主电路拓扑结构可分为推挽逆变器、半桥逆变器、全桥逆变器。按输入直流电源性质可分为电压源型逆变器、电流源行逆变器。

4.1推挽式逆变电路工作原理

图示为单向推挽式逆变器的拓扑结构。

单向推挽式逆变器拓扑结构图

该电路由2只共负极的功率开关元件和1个初级带有中心抽头的升压变压器组成，当t1

4.2

件Q1和Q2和Q4