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太阳能光伏发电体系的组成及原理

导读:太阳能发电是利用电池组件将太阳能直接转变为电能的装置,它的主要部件是太阳能电池、蓄电池、控制器和逆变器。太阳能光伏发电系

导读: 太阳能发电是运用电池组件将太阳能直接转变为电能的设备,它的首要部件是太阳能电池、蓄电池、操控器和逆变器

 太阳能光伏发电体系是运用太阳能电池直接将太阳能转化成电能的发电体系。它的首要部件是太阳能电池、蓄电池、操控器和逆变器。其特色是可靠性高、运用寿命长、不污染环境、能独立发电又能并网运转,遭到各国企业安排的喜爱,具有宽广的发展前景。

  一、特色:

  太阳能发电是运用电池组件将太阳能直接转变为电能的设备。太阳能电池组件(Solarcells)是运用半导体资料的电子学特性完成P-V转化的固体设备,在广阔的无电力网区域,该设备可以方便地完成为用户照明及日子供电,一些发达国家还可与区域电网并网完成互补。而国内首要研讨出产适用于无电区域家庭照明用的小型太阳能发电体系。

  二、体系的组成:

  电源体系:太阳能电池组件和蓄电池。

  操控维护体系:操控器和逆变器。

  体系终端(负载):用户的用电设备。

  三、太阳能发电原理:

  太阳能电池板

  太阳能电池板是太阳能发电体系中的中心部分,也是太阳能发电体系中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射才能转化为电能,或送往蓄电池中存储起来,或推进负载作业。太阳能电池板的质量和本钱将直接决议整个体系的质量和本钱。

  太阳能电源体系

  太阳能电池与蓄电池组成体系的电源单元,因而蓄电池功能直接影响着体系作业特性。

  1)电池单元:因为技能和资料原因,单一电池的发电量是非常有限的,有用中的太阳能电池是单一电池经串、并联组成的电池体系,称为电池组件(阵列)。单一电池是一只硅晶体二极管,依据半导体资料的电子学特性,当太阳光照射到由P型和N型两种不同导电类型的同质半导体资料构成的P-N结上时,在必定的条件下,太阳能辐射被半导体资料吸收,在导带和价带中发生非平衡载流子即电子和空穴。同于P-N结势垒区存在着较强的内建静电场,因而能在光照下构成电流密度J,短路电流Isc,开路电压Uoc。若在内建电场的两旁边面引出电极并接上负载,理论上讲由P-N结、衔接电路和负载构成的回路,所以就有“光生电流”流过,太阳能电池组件就完成了对负载的功率P输出。

  (2)电能贮存单元:太阳能电池发生的直流电先进入蓄电池贮存,蓄电池的特性影响着体系的作业功率和特性。蓄电池技能是非常老练的,但其容量要遭到结尾需电量,日照时间(发电时间)的影响。因而蓄电池瓦时容量和安时容量由预订的接连无日照时间决议。

  操控器

  操控器的首要功能是使太阳能发电体系一直处于发电的最大功率点邻近,以取得最高功率。而充电操控一般选用脉冲宽度调制技能即PWM操控方法,使整个体系一直运转于最大功率点Pm邻近区域。放电操控首要是指当电池缺电、体系故障,如电池开路或接反时堵截开关。现在日立公司研发出了既能盯梢调控点Pm,又能盯梢太阳移动参数的“向日葵”式操控器,将固定电池组件的功率进步了50%左右。

  DC-AC逆变器

  逆变器按鼓励方法,可分为自激式振动逆变和他激式振动逆变。首要功能是将蓄电池的直流电逆变成交流电。通过全桥电路,一般选用SPWM处理器通过调制、滤波、升压等,得到与照明负载频率f,额外电压UN等匹配的正弦交流电供体系终端用户运用。

  太阳盯梢操控体系

  因为地球的自转,相对于某一个固定地址的太阳能光伏发电系统,一年春夏秋冬四季、每天日升日落,太阳的光照视点时时间刻都在改变,有用的确保太阳能电池板可以时间正对太阳,发电功率才会到达最佳状况。现在世界上通用的太阳盯梢操控体系都需求依据安放点的经纬度等信息核算一年中的每一天的不同时间太阳地点的视点,将一年中每个时间的太阳方位存储到PLC、单片机或电脑软件中,也便是靠核算太阳方位以完成盯梢。

  太阳能发电体系的功率

  在太阳能发电体系中,体系的总功率ηese由电池组件的PV转化率、操控器功率、蓄电池功率、逆变器功率及负载的功率等组成。但相对于太阳能电池技能来讲,要比操控器、逆变器及照明负载等其它单元的技能及出产水平要老练得多,并且现在体系的转化率只要17%左右。因而进步电池组件的转化率,下降单位功率造价是太阳能发电产业化的要点和难点。太阳能电池面世以来,晶体硅作为主角资料保持着控制位置。现在对硅电池转化率的研讨,首要围绕着加大吸能面,如双面电池,减小反射;运用吸杂技能减小半导体资料的复合;电池超薄型化;改善理论,建立新模型;聚光电池等。

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