太阳能光伏发电基本原理
6页1、太阳能光伏发电基本原理1. 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光伏电池组,光伏系统电池控制器,蓄电池和 交直流逆变器是其主要部件。其中的核心元件是光伏电池组和控制器。各部件在 系统中的作用是:光伏电池:光电转换。控制器:作用于整个系统的过程控制。光伏发电系统中使用的控制器类型很多, 如2点式控制器,多路顺序控制器、智能控制器、大功率跟踪充电控制器等,我国目 前使用的大都是简单设计的控制器,智能型控制器仅用于通信系统和较大型的光伏 电站。蓄电池:蓄电池是光伏发电系统中的关键部件,用于存储从光伏电池转换来的电 力。目前我国还没有用于光伏系统的专用蓄电池,而是使用常规的铅酸蓄电池。交直流逆变器:由于它的功能是交直流转换,因此这个部件最重要的指标是可靠 性和转换效率。并网逆变器采用最大功率跟踪技术,最大限度地把光伏电池转换的 电能送入电网。2. 太阳能光伏电池板:太阳能电池主要使用单晶硅为材料。用单晶硅做成类似二极管中的P-N结。 工作原理和二极管类似。只不过在二极管中,推动P-N结空穴和电子运动的是外部 电场,而在太阳能电池中推动和影响P-N结空穴和电子运动的是太阳光子和
2、光辐射 热(*。也就是通常所说的光生伏特效应原理。目前光电转换的效率,也就是光伏电 池效率大约是单晶硅1 3%-15%,多晶硅11%-13%。目前最新的技术还包括光伏薄膜 电池。1839年,法国物理学家A.E.Becquerel在实验室中发现液体的光生伏特效应(由 光照射在液体蓄电池的金属电极板上使得蓄电池电路中的伏特表产生微弱变化至 今,在所有能找到的材料中,由单晶硅做成的P-N结光伏电池是光电转换效率最高的 材料。3. 太阳能光伏发电系统的分类:目前太阳能光伏发电系统大致可分为三类,离网光伏蓄电系统,光伏并网发电系 统及前两者混合系统。A离网光伏蓄电系统。这是一种常见的太阳能应用方式。在国内外应用已有若 干年。系统比较简单,而且适应性广。只因其一系列种类蓄电池的体积偏大和维护 困难而限制了使用范围。B光伏并网发电系统,当用电负荷较大时,太阳能电力不足就向市电购电。而负 荷较小时,或用不完电力时,就可将多余的电力卖给市电。在背靠电网的前提下,该系 统省掉了蓄电池,从而扩张了使用的范围和灵活性,并降低了造价。CA,B两者混合系统,这是介于上述两个方之间的系统。该方案有较强的适应 性,例
3、如可以根据电网的峰谷电价来调整自身的发电策略。但是其造价和运行成本 较上述两种方案高。光伏产业投资焦点应集中在薄膜光伏电池领域新能源板块短期面临估值偏高的窘境全球光伏产业维持热络,薄膜光伏电池地 位崛起根据Solarbuzz最新数据,07年全球光伏系统装置容量达2826MW,较06年大增 62%,其中德国07年光伏系统装置容量达1328MW(占比高达47%占居第一位,增速为38%,其次是西班牙的 640MW(占比达23%,增速为480%,美国为220MW(占比为8%,增速为57%,日本市 场占比持续下降,07年装置容量仅230MW(占比8%,衰退了 22%。07年全球太阳能 电池产量达到3436MW,较06年增长了 56%,中国厂商07年市占率由06年的20% 提升至35%,而日本厂商市占率则由06年的39%下滑至26%,日本厂商市占率下滑 除了受到上游硅料供应吃紧及日本本土市场光伏系统装置容量下降等因素影响之外,日系厂商开始布局下一世代薄膜太阳能电池领域 发展也有相当大的关系。07年薄膜太阳能电池产量(包括a-Si、”-Si、CdTe、CIGS等技术增速持续超 越整体产业,07年薄膜
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