试论太阳能光伏发电系统设计与研究.docVIP

精品论文 参考文献 试论太阳能光伏发电系统设计与研究 （国网三门峡供电公司 河南三门峡 472000） 摘要:太阳能电池发电是基于“光生伏打效应”的原理，利用充电效应把太阳辐射直接转化为电能。太阳能具有永久性、清洁性和灵活性三大优点，是其他能源无法比拟的。太阳能既是一次能源，又是可再生能源，它资源丰富，可免费使用。设计优雅美观，与周围景色和谐统一，充分利用纯天然太阳能资源，全面采用绿色环保技术，确保供电可靠。 关键词:太阳能电池 控制器 发电 设计 随着全球能源危机和环境污染的加深，太阳能的研究和利用备受人们广泛的关注。太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生的绿色能源，不会产生任何的环境污染，是清洁能源。太阳能是氢原子核在超高温时聚变释放的巨大能量，太阳能是人类能源的宝库，如化石能源、地球上的风能、生物质能都来源于太阳。在太阳能的有效利用中，太阳能发电是最具活力的研究领域，也是最受瞩目的项目之一。太阳能的利用是少数常规能源短缺的一个很好的补充，对环境保护也有着积极的作用。太阳能发电系统采用太阳能电池阵列、太阳能控制器、蓄电池（组）、DC/AC 逆变器（并网/不并网）、低压输配电网及交、直流负载等部分组成。下面就谈谈自己对太阳能发电系统的设计的肤浅看法。 一、太阳能光伏系统简介 1、太阳能光伏系统组成 太阳能光伏系统由以下几部分组成：太阳电池组件，充、放电控制器、逆变器、测试仪表和计算机监控等电力电子设备和蓄电池或其它蓄能和辅助发电设备。 2、太阳能光伏系统优点 光伏系统具有以下的特点：没有转动部件，不产生噪音；没有空气污染、不排放废水；没有燃烧过程，不需要燃料；维修保养简单，维护费用低；运行可靠性、稳定性好；作为关键部件的太阳电池使用寿命长，晶体硅太阳电池寿命可达到25年以上；根据需要很容易扩大发电规模。 3、太阳能光伏系统分类及应用 光伏系统应用非常广泛，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。应用主要领域主要在太空航空器、通信系统、微波中继站、电视差转台、光伏水泵和无电缺电地区户用供电。随着技术发展和世界经济可持续发展的需要，发达国家已经开始有计划地推广城市光伏并网发电，主要是建设户用屋顶光伏发电系统和MW级集中型大型并网发电系统等，同时在交通工具和城市照明等方面大力推广太阳能光伏系统的应用。 光伏系统的规模和应用形式各异，如系统规模跨度很大，小到0.3～2W的太阳能庭院灯，大到MW级的太阳能光伏电站。其应用形式也多种多样，在家用、交通、通信、空间应用等诸多领域都能得到广泛的应用。 二、太阳能发电装置介绍 太阳能热发电是采用聚焦技术，将数平米甚至数千平米范围上的阳光集中到一条线状或点状，由于高温将介质加热并产生蒸汽，从而推动汽轮机工作并产生电力的过程。太阳能热发电通常有三种形式，槽式，塔式和碟式。其中槽式是公认的最经济最成熟的技术。　　 1、光伏发电原理及分类 太阳能电池与蓄电池组成系统的电源单元，太阳能电池是一种具有光电转换特性的半导体器件，直接将太阳辐射能转换成直流电，也是光伏发电的最基本单元。阳光照射下，具有特殊电性能的半导体内可以产生自由电荷，这些自由电荷定向移动并积累，从而在其两端形成电动势，当用导体将其两端闭合时便产生电流。这种现象被称为“光生伏打效应”，简称光伏效应。当阳光辐射到电池内保持松散状态的电子时，靠近P-N结的许多电子将朝电池的表层流动，用金属线将太阳能电池的正伏级与伏载相连时，外电路就会形成电流。 输出电流受自身面积和日照强度的影响，面积较大的太阳能电池会产生较强的电流。 2、光伏系统的组成 （1）太阳能电池方阵 太阳能电池方阵是太阳能发电系统中的核心部分，是太阳能发电系统中价值最高的部分。电池吸收光能，电池两端出现异号电荷的积累，即产生光生电压，这就是光生伏打效应。太阳能电池的两端就会产生电动势，将光能转换成电能。一般由若干太阳电池组件按一定方式连接，再配上适当的支架及接线盒组成。太阳能电池方阵在太阳光照射下输出电能，经过防反充二极管向蓄电池组充电并向直流负载供电。在连续阴雨天太阳电池阵列功率输出不能满足不同负载供电时，由蓄电池通过逆变器向负载供电。 （2）蓄电池组 蓄电池组是太阳电池方阵的贮能装置，蓄电池组一般为铅酸电池，把方阵在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，在有日照时发出的多余电能贮存起来，能够在晚间或阴雨天气供负载使用。必须符合蓄电池自