太阳能光伏板
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太阳能光伏发电的组成原理是什么?

2020-07-25 08:55:29

光伏系统应用广泛。光伏系统应用的基本形式可分为两大类:独立发电系统和并网发电系统。主要应用领域有航天飞机、通信系统、微波中继站、电视差动转台、光伏水泵、不缺电地区的家用电源。随着技术的发展和世界经济可持续发展的需要,发达国家已经开始系统地促进城市光伏(pv)电网发电,家庭屋顶光伏发电系统和主要建设兆瓦级集中大规模并网发电系统,等等,同时在运输和城市照明大力推进太阳能光伏系统的应用。

光伏系统的规模和应用形式各不相同,如系统规模跨度大,小到0.3 ~ 2W的太阳能庭院灯,大到MW的太阳能光伏电站,如3.75kwp的家庭屋顶发电设备,敦煌10MW项目。它的应用形式也多种多样,在家庭、交通、通信、空间应用等许多领域都可以得到广泛的应用。虽然光伏系统的大小不同,但它们在结构和工作原理上基本相同。图4-1是一个典型的光伏系统供电直流负载的示意图。它包含了光伏系统的几个主要组件:

光伏组件方阵:太阳能电池组件(又称光伏电池组件)按照系统要求并联,将太阳能转化为阳光照射下的电能输出。它是太阳能光伏系统的核心部件。

电池:储存太阳能电池组件产生的电能。当光照不足或在夜间,或负荷需求大于太阳能电池组件产生的功率时,释放存储的电能以满足负荷的能量需求。它是太阳能光伏系统的储能组件。目前,太阳能光伏系统常用的是铅酸蓄电池,对于要求较高的系统,通常采用深放阀控制密封铅酸蓄电池,深放液吸式铅酸蓄电池。

控制器:指定并控制电池的充放电条件,根据负载的功率需求控制太阳能电池组件和电池对负载的功率输出,是整个系统的核心控制部分。随着太阳能光伏产业的发展,控制器的功能越来越强大。将传统的控制部件、逆变器和监控系统集成在一起是一种趋势。例如AES的SPP和SMD系列控制器就集成了以上三种功能。


太阳能光伏发电


光伏逆变器:在太阳能光伏供电系统中,如果有交流负载,则需要使用逆变器设备将太阳能电池元件产生的直流或电池释放的直流转换为负载所需的交流电。

太阳能光伏供电系统的基本工作原理是阳光的照射下,太阳能电池组件的能量产生的控制器来控制电池或在满足负载的需求直接向负载供电,如果太阳在晚上或电池控制器的控制下直流负载供电,为光伏系统含有交流负载,还需要增加逆变器将直流电(dc)转换为交流电。光电系统有多种形式,但它们的基本原理是相似的。对于其他类型的光伏系统,其控制机制和系统组件根据实际需要有所不同。以下是对不同类型光伏系统的详细描述。

光伏系统的分类和介绍

光伏系统一般分为独立系统、并网系统和混合系统。根据光伏供电系统的申请表、应用规模和负荷类型,光伏供电系统可分为以下六种类型:小型太阳能供电系统(SmallDC);简易直流系统(SimpleDC);大型太阳能供电系统(LargeDC);交直流供电系统(AC/DC);UtilityGridConnect系统;混合动力系统;短时间混合动力系统。

光伏发电是利用半导体界面的光伏效应,将光能直接转化为电能的一种电子元件技术。这项技术的关键元素是太阳能电池。将太阳能电池串联封装保护后,形成大面积的太阳能电池元件,再与电源控制器等部件结合形成光伏发电装置。光伏发电的优势在于它不受地域的限制,因为太阳照射在地面上。光伏系统还具有安全可靠、无噪声、低污染、不消耗燃料和安装输电线路可现场发电和供电、工期短等优点。

光伏发电是基于光伏效应的原理,利用太阳能电池直接将太阳光转化为电能。光伏发电系统主要由太阳能电池板(组件)、控制器和逆变器组成,这些组件主要由电子组件组成,不涉及机械部件。因此,光伏发电设备极其精致,使用寿命长、可靠稳定,安装维护方便。理论上,光伏电能可以用于任何东西,从航天器到家庭用电,从兆瓦发电厂到玩具。太阳能光伏发电基本的元件是太阳能电池(片),有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池。目前使用多的是单晶和多晶电池,而非晶电池则用于小型系统和计算器的辅助电源。


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