光伏发电:利用太阳能电池组件将太阳能直接转变为电能的装置

来源:中国工业电器网发布时间:2017-06-03 23:59:59
 编者按:光伏发电是利用太阳能电池组件将太阳能直接转变为电能的装置,在广大的无电地区,该装置可以方便地实现为用户照明及生活供电,也可以与电网并网实现互补。它的主要部件是太阳能电池、蓄电池、控制器和逆变器。

太阳能光伏发电系统是利用太阳能电池直接将太阳能转换成电能的发电系统。它的主要部件是太阳能电池、蓄电池、控制器和逆变器。其特点是可靠性高、使用寿命长、不污染环境、能独立发电又能并网运行,受到各国企业组织的青睐,具有广阔的发展前景。

一、特点:

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。太阳能电池组件(Solarcells)是利用半导体材料的电子学特性实现P-V转换的固体装置,在广大的无电力网地区,该装置可以方便地实现为用户照明及生活供电,一些发达国家还可与区域电网并网实现互补。而国内主要研究生产适用于无电地区家庭照明用的小型太阳能发电系统。

二、系统的组成:

电源系统:太阳能电池组件和蓄电池。

控制保护系统:控制器和逆变器。

系统终端(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系统中的核心部分,也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能,或送往蓄电池中存储起来,或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。

太阳能电源系统

太阳能电池与蓄电池组成系统的电源单元,因此蓄电池性能直接影响着系统工作特性。

1)电池单元:由于技术和材料原因,单一电池的发电量是十分有限的,实用中的太阳能电池是单一电池经串、并联组成的电池系统,称为电池组件(阵列)。单一电池是一只硅晶体二极管,根据半导体材料的电子学特性,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材料构成的P-N结上时,在一定的条件下,太阳能辐射被半导体材料吸收,在导带和价带中产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,因而能在光照下形成电流密度J,短路电流Isc,开路电压Uoc。若在内建电场的两侧面引出电极并接上负载,理论上讲由P-N结、连接电路和负载形成的回路,于是就有“光生电流”流过,太阳能电池组件[工业电器网-cnelc]就实现了对负载的功率P输出。

(2)电能储存单元:太阳能电池产生的直流电先进入蓄电池储存,蓄电池的特性影响着系统的工作效率和特性。蓄电池技术是十分成熟的,但其容量要受到末端需电量,日照时间(发电时间)的影响。因此蓄电池瓦时容量和安时容量由预定的连续无日照时间决定。

控制器

控制器的主要功能是使太阳能发电系统始终处于发电的最大功率点附近,以获得最高效率。而充电控制通常采用脉冲宽度调制技术即PWM控制方式,使整个系统始终运行于最大功率点Pm附近区域。放电控制主要是指当电池缺电、系统故障,如电池开路或接反时切断开关。目前日立公司研制出了既能跟踪调控点Pm,又能跟踪太阳移动参数的“向日葵”式控制器,将固定电池组件的效率提高了50%左右。

DC-AC逆变器


逆变器按激励方式,可分为自激式振荡逆变和他激式振荡逆变。主要功能是将蓄电池的直流电逆变成交流电。通过全桥电路,一般采用SPWM处理器经过调制、滤波、升压等,得到与照明负载频率f,额定电压UN等匹配的正弦交流电供系统终端用户使用。

太阳跟踪控制系统

由于地球的自转,相对于某一个固定地点的太阳能光伏发电系统,一年春夏秋冬四季、每天日升日落,太阳的光照角度时时刻刻都在变化,有效的保证太阳能电池板能够时刻正对太阳,发电效率才会达到最佳状态。目前世界上通用的太阳跟踪控制系统都需要根据安放点的经纬度等信息计算一年中的每一天的不同时刻太阳所在的角度,将一年中每个时刻的太阳位置存储到PLC、单片机或电脑软件中,也就是靠计算太阳位置以实现跟踪。

太阳能发电系统的效率

在太阳能发电系统中,系统的总效率ηese由电池组件的PV转换率、控制器效率、蓄电池效率、逆变器效率及负载的效率等组成。但相对于太阳能电池技术来讲,要比控制器、逆变器及照明负载等其它单元的技术及生产水平要成熟得多,而且目前系统的转换率只有17%左右。因此提高电池组件的转换率,降低单位功率造价是太阳能发电产业化的重点和难点。太阳能电池问世以来,晶体硅作为主角材料保持着统治地位。目前对硅电池转换率的研究,主要围绕着加大吸能面,如双面电池,减小反射;运用吸杂技术减小半导体材料的复合;电池超薄型化;改进理论,建立新模型;聚光电池等。


索比光伏网 https://news.solarbe.com/201706/04/139681.html
责任编辑:solar_robot
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
AI数据中心电力需求强劲,马斯克宣布100GW美国光伏制造计划来源:TaiyangNews 发布时间:2026-02-05 08:54:58

在刚刚结束的达沃斯世界经济论坛上,埃隆·马斯克宣布,SpaceX和特斯拉团队正分别致力于在未来3年内在美国建立年产能达100GW的光伏制造产能。马斯克表示,这一宏大计划背后的驱动力是利用太阳能为电力需求巨大的AI数据中心供电。埃隆·马斯克在世界经济论坛上公布了太阳能计划。因此,在美国本土进行大规模光伏制造是一项战略决策。

北美vs欧洲光伏电价分化:价格攀升与持续下跌来源:PV光圈见闻 发布时间:2026-02-04 09:43:54

2025年第三至第四季度,北美签署的太阳能购电协议价格上涨3.2%,达到61.67美元/兆瓦时的高位。然而,对于未采用市场平均价格的北美平均购电协议价格而言,其价格区间则更为紧凑。这标志着太阳能购电协议价格已连续第二个季度出现环比下降。欧洲购电协议价格持续下跌与此同时,根据LevelTen上周发布的第二份报告,欧洲可再生能源购电平均价格持续下降。

多个百兆瓦级项目签约!印度能源企业集体进军不丹清洁能源市场来源:TaiyangNews 发布时间:2026-02-04 08:43:35

不丹能源和自然资源部长LyonpoGemTshering出席签约仪式时透露,目前该国已签署了超过12GW发电容量的谅解备忘录。印度企业正在参与对不丹可再生能源业务的投资。据不完全统计,多家印度企业正积极布局不丹能源市场:DGPC的母公司DrukHoldingandInvestmentsLimited已与印度ReliancePowerLimited签署了500MW太阳能项目的长期购电协议。TataPower此前也与DGPC建立了战略合作伙伴关系,计划开发至少5GW的清洁能源产能,其中包括500MW太阳能。不丹的目标是到2040年实现25GW的发电装机容量,其中5GW来自太阳能和风能,20GW来自水电。

晶科能源:目标建成业内首条千平米级AI叠层太阳能示范线来源:索比光伏网 发布时间:2026-02-03 19:58:31

近日,晶科能源在接受投资者调研时表示,公司与晶泰控股签署共同开发AI高通量叠层太阳能电池项目的合作协议,计划共建基于AI和机器人的高通量智慧钙钛矿实验室。目标建成业内首条千平米级AI叠层太阳能示范线,完成首个AI决策-设备执行-数据反馈的全闭环晶硅钙钛矿叠层电池实验线。公司期望通过与晶泰合作尽快完成钙钛矿叠层中试线,有信心推进商业化量产加速。

国家电投与两省级能源集团,成立百亿级能源开发公司来源:企查查 发布时间:2026-02-03 09:14:18

企查查网站显示,1月30日,国电投青粤(青海)能源开发有限责任公司成立,法定代表人为李洪川,注册资本为151亿元,国家电投、广东能源集团、青海省清洁能源产业集团等单位共同持股。该公司经营范围包含风力发电技术服务;太阳能发电技术服务;储能技术服务;生物质能技术服务;碳减排、碳转化、碳捕捉、碳封存技术研发;节能管理服务等。

中电联: 2026年光伏发电装机将首超煤电来源:国际能源研究中心 发布时间:2026-02-03 09:08:21

中国电力企业联合会2月2日发布数据显示,2025年,全国新增发电装机容量5.5亿千瓦,其中,风电和太阳能发电全年合计新增装机4.4亿千瓦,占新增发电装机总容量的比重达到80.2%。2026年太阳能发电装机规模将首次超过煤电中国电力企业联合会预测,2026年,太阳能发电装机规模将首次超过煤电装机规模,年底风电和太阳能发电合计装机规模达到总发电装机的一半。

Nissan推出太阳能汽车来源:光伏前沿 发布时间:2026-02-02 09:27:13

荷兰初创公司Lightyear一直在研发和完善其太阳能汽车充电技术,并与多家汽车制造商合作展示其系统。该公司宣布与Nissan达成合作,将太阳能充电系统集成到一辆演示车中。Lightyear表示,这是其最终将太阳能充电技术推向市场的重要一步。去年夏天,Lightyear的首席执行官BonnaNewman表示,美观是开发任何类型的太阳能汽车时需要考虑的一个重要因素。Lightyear此前曾尝试将太阳能电池板集成到车身中,并实现商业化,但最终未能实现规模化,公司也因此破产。

新疆拟建多层复合太阳能电池项目!来源:投资克拉玛依 发布时间:2026-02-02 09:23:40

内容显示,克拉玛依拟建设年产350MW多层复合太阳能电池生产装置及其他辅助设施,预计总投资22亿元,建设地点位于乌尔禾工业园区北区,拟占地100亩。该项目合作方式为合作、合资、独资。本项目投产后将极大地降低光热企业成本。克拉玛依商务局表示:随着新疆“十大产业集群”战略的深入实施,多层复合太阳能电池有望成为继硅基光伏之后的第二增长极,预计2030年市场规模突破200亿元,占新疆光伏组件市场的25%以上。

2025年太阳能硅片出口量飙升40%, 谁在疯狂扫货?来源:光伏情报处 发布时间:2026-02-02 09:20:33

2025年全年硅片出口数据出炉,在此给大家做个更新。2025年1-12月,中国太阳能硅片出口总额19.28亿美元,同比2024年同期的20.49亿美元下降6%。其中,除1月份之外,2025年每个月份进口量均超过2024年同期。

美国FCC:SpaceX申请部署百万颗卫星 欲建轨道AI数据中心网络来源:中财网 发布时间:2026-02-02 08:48:27

美国联邦通信委员会的一份新文件显示,SpaceX正在申请发射并运营一个由至多100万颗卫星组成的星座,这些卫星具备前所未有的计算能力,以支持先进的人工智能。该公司在文件中表示:“为了提供支持全球数十亿用户的大规模AI推理及数据中心应用所需的计算能力,SpaceX拟部署最多100万颗卫星系统,这些卫星将在宽度高达50公里的狭窄轨道壳层内运行。”

一光伏上市公司实控人被留置来源:东材科技公告 发布时间:2026-01-30 10:09:44

1月28日,四川东材科技集团股份有限公司发布公告称,公司于2026年1月27日收到高金技术产业集团有限公司通知,高金集团于近日收到四川省监察委员会签发的关于公司实际控制人、副董事长熊海涛女士被留置、立案调查的通知书。截至本公告披露日,公司未被要求协助调查。据企查查显示,东材科技是高金集团旗下控股公司,实控人为熊海涛。

新闻排行榜
本周
本月