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
道达尔能源与Nextnorth完成菲律宾440兆瓦太阳能项目融资关闭来源:pv-magazine 发布时间:2026-05-06 09:23:35

国际贷款机构已为道达尔能源与Nextnorth在菲律宾的440兆瓦峰值太阳能项目提供支持,为这座已开工建设的电站提供了3亿美元融资。该项目位于菲律宾伊莎贝拉省伊拉甘市,由道达尔能源持股65%,Nextnorth持股35%。道达尔能源表示,该项目总投资约为3亿美元,并称这是迄今菲律宾太阳能项目获得的最大规模国际融资方案。道达尔能源与Masdar于2026年4月宣布成立这一价值22亿美元的合资企业。Nextnorth成立于2022年,目前有超过800兆瓦项目处于积极开发和建设中。

隆基绿能BC电池驱动100%太阳能赛车 穿越比利时城市公共道路来源:隆基绿能 发布时间:2026-04-30 14:12:34

当地时间4月28日,国际顶尖太阳能车队InnoptusSolarTeam在隆基等众多合作伙伴的见证下于比利时完成“SolarHomeRun”200km城市巡游。搭载隆基高效BC电池的第11代太阳能赛车“InfiniteApollo”驶上比利时公共道路,在真实交通环境和复杂光照条件中完成约200公里的城市驾驶,全面验证隆基BC技术在复杂工况下的可靠与高效。

深市最大IPO落地!新能源巨头成功过会来源:索比光伏网 发布时间:2026-04-30 08:54:27

4月28日,华润新能源控股有限公司顺利通过深交所主板IPO审核,此次华润新能源IPO计划募集资金规模高达245亿元,是当前深市规模最大的IPO项目。近年来,华润新能凭借自身竞争优势,装机规模持续扩大,经营业绩稳步增长,现已跻身国内最大的新能源发电运营商行列。截至2025年末,华润新能源控股的发电项目并网装机容量达到4158.99万千瓦,占全国市场份额的2.26%,在行业中处于领先地位。

中电联:预计今年太阳能发电装机规模将首次超过煤电来源:新京报 发布时间:2026-04-29 09:14:43

“预计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。”4月28日,中国电力企业联合会发布的《2026年一季度全国电力供需形势分析预测报告》提出。中电联表示,在国家“双碳”目标下,新能源继续保持较大投产规模,预计2026年全年新增发电装机有望超过4亿千瓦,其中,新增新能源发电装机有望超过3亿千瓦;新增有效发电能力1亿千瓦左右,与最大负荷增量基本持平。

美国科技巨头扎堆入局“天基能源”——Meta签署1GW空间太阳能购电协议来源:TaiyangNews 发布时间:2026-04-29 08:41:45

全球科技巨头MetaPlatforms与技术初创公司OverviewEnergy签署产能预留协议,预订了高达1GW的空间太阳能电力。该项目计划将太空收集的能量传输至地球,作为Meta支持其美国境内AI数据中心能源战略的核心组成部分。Meta将利用OverviewEnergy提供的卫星太阳能电力,为其位于美国的数据中心提供持续的能源供应。通过这项"首创性"协议,Meta获得了从轨道向电网输送电力的早期优先使用权。Meta的这一举动紧随其科技同行的步伐。

抢装!欧洲家庭涌向屋顶太阳能来源:金融界 发布时间:2026-04-28 08:53:18

欧洲各地对屋顶太阳能系统的需求激增,越来越多当地家庭试图通过抢装光伏来降低能源开支、对冲价格波动风险。中银证券武佳雄认为,中东局势升级推动天然气价格提升,欧洲能源独立紧迫性进一步升级。西部证券杨敬梅认为,欧洲构网系统的第二阶段技术报告表明未来额定容量超过1MW的新建储能系统和可再生能源电站,将被强制提供可稳定电网的构网能力,预计2024至34年全球预计需要新增1400GW采用构网型储能技术的电池储能容量。

3月太阳能硅片出口暴涨134%,印度第一来源:光伏情报处 发布时间:2026-04-27 08:51:13

2026年第一季度,中国海关出口硅片4.6亿美元,同比2025年第一季度的4.53亿美元有所增长。

尼日利亚吸引4.25亿美元太阳能组件本土生产投资来源:光伏情报处 发布时间:2026-04-27 08:48:35

近期,尼日利亚新能源产业迎来重磅突破,该国成功吸引4.25亿美元外资落地,重点投向太阳能制造领域,落地建设8座可再生能源生产工厂。依托大额资本加持,尼日利亚将全面扩大光伏组件本土产能,全力打造西非区域清洁能源制造核心枢纽。他表示,大批外资持续涌入,充分印证了全球投资者对尼日利亚可再生能源赛道的长期看好。阿巴阿利尤对此表示,本土光伏量产与外贸落地,标志着尼日利亚正式扛起西非清洁能源产业发展大旗。

关于征集光伏行业关键核心技术专利竞争态势瞭望研究需求与建议的通知来源:中国知识产权研究会 发布时间:2026-04-26 16:47:42

为充分响应行业共性问题和诉求,促使研究成果紧扣创新主体的实际需求,现面向钙钛矿太阳能电池、光储融合产业链相关企业、高校、科研院所公开征集研究需求及诉求建议。具体事项通知如下:一、研究目标本研究旨在深度研判钙钛矿太阳能电池与光储融合技术的全球专利技术竞争格局,系统分析两个领域专利相关的关键问题,为行业创新主体战略决策与相关政策制定提供高质量研究支撑,研究形成的部分成果将公开发布。

西安太阳能学会积极参与西安市科协“星河科学营”启动仪式来源:西安太阳能学会 发布时间:2026-04-24 11:32:51

2026年4月23日,西安市第三十四届“科技之春”宣传月重点活动暨市科协“星河科学营”启动仪式,在周至县翠峰镇清河小学隆重举行。西安太阳能学会理事长出席了启动仪式,并为清河小学的师生们带来了一场精彩的科普讲座。西安市学会品牌科普联盟将继续发挥自身优势,积极组织西安太阳能学会等成员单位,参与各类科普活动,为提升全民科学素质贡献力量。

晶科科技成立两家光伏发电公司来源:企查查 发布时间:2026-04-24 09:37:03

企查查APP显示,近日,肥东县晶园光伏发电有限公司、肥东县晶万光伏发电有限公司成立,法定代表人均为邹志广,经营范围均包含:发电业务、输电业务、供(配)电业务;太阳能发电技术服务;光伏设备及元器件销售等。企查查股权穿透显示,两公司均由晶科科技间接全资持股。