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1、深圳市科陆能源服务有限公司太阳能光伏发电培训人：柳启文第一节、太阳能光伏发电概述对于人类而言，太阳是一颗非常重要的恒星，为人类提供光合热。太阳高温、高压，蕴藏着巨大的能量，不断地通过光线向宇宙放射，太阳能是人类重要的无污染新型能源。1、1 太阳能和太阳能辐射太阳是距离地球最近的恒星，直径 1.39106km，是地球的 109 倍，而它的体积和质量分别是地球的 130 万倍和 33 万倍。它是由炽热气体构成的一个巨大球体，中心温度约 107K，表面温度接近 5800K，主要由氫和氦组成，其中氫占 80，氦占 19。太阳能是由内部氫原子发生聚变释放出巨大核能而产生的能（一般是指太阳光的辐射能量），
2、既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费试用，又无需运输，对环境无任何污染。但太阳能也有两个主要缺点：一是能流密度低；二是其强度受各种因素（季节、地点、气候等）的影响不能维持常量。太阳辐射是指太阳向宇宙空间发射的电磁波和粒子流，是一种短波辐射。地球所接受到的太阳辐射能量仅为太阳向宇宙空间放射的总辐射能量的二十亿分之一，但却是地球大气运动的主要能量源泉。太阳辐射随季节变化呈现有规律的变化，形成了四季。1、2 太阳能光伏发电简介打造世界级能源服务商 1深圳市科陆能源服务有限公司太阳能光伏发电的基本原理是利用太阳电池的光生伏打效应直接把太阳的辐射能转变为电能的一种发电方式，太阳能光伏发电的
3、能量转换器就是太阳电池，也叫光伏电池。光生伏打效应：是指物体由于吸收光子而产生电动势的现象，是当物体受光照时，物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。当前，光生伏打效应主要是应用在半导体的 PN 结上，把辐射能转换成电能。大量研究集中在太阳能的转换效率上。理论预期的效率为 24。1、3 太阳能光伏发电的优缺点优点：1、太阳能资源取之不尽，用之不竭;2、光伏发电的能量转换过程简单;3、太阳能电池组件结构简单，体积小，重量轻，便于运输和安装;4、太阳能资源随处可得，可就近供电;5、光伏发电无机械传动部件，操作、维护简单，运行稳定可靠;6、光伏发电本身不使用燃料，不污染空气，不产生
4、噪声;7、光伏发电工作性能稳定可靠，使用寿命(30 年以上)。缺点：1、能量密度低，占地面积大。2、转换效率低，间歇性工作。打造世界级能源服务商 2深圳市科陆能源服务有限公司3、受自然条件和气候环境因素影响大。4、地域依赖性强。5、系统成本高。6、晶体硅电池的制造过程高污染、高耗能。第二节、太阳能光伏发电系统的构成、工作原理与分类通过太阳电池将太阳辐射转换为电能的发电系统称为太阳能光伏发电系统，也可叫做太阳电池发电系统。其主要由太阳电池组件（或方阵）、蓄电池（组）、光伏控制器、逆变器以及一些测试、监控、防护等附属设施构成。2、1 太阳能光伏发电系统的构成太阳电池组件：太阳电池组件也叫太阳电池板
5、，是太阳能光伏发电系统的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳光的辐射能量装换为电能，并送往蓄电池中储存起来，也可直接用与推动负载工作。蓄电池：蓄电池的作用主要是存储太阳电池发出的电能，并可随时向负载供电。光伏控制器：太阳能光伏控制器的作用是控制整个系统的工作状态，其功能主要有防止蓄电池过充电保护、防止蓄电池过放电保护、系统短路电子保护、系统极性反接保护、夜间防反充保护等。在温差较大的地方，控制器还具有温度补偿的作用。打造世界级能源服务商 3深圳市科陆能源服务有限公司逆变器：交流逆变器是把太阳电池组件或者蓄电池输出的直流电转换成交流电供应给电网或者交流负载使用的设备。逆变
6、器按运行方式不同，可分为独立运行逆变器和并网逆变器。2、2 太阳能光伏发电系统的工作原理太阳能光伏发电系统从大类上可分为独立（离网）光伏发电系统和并网光伏发电系统两大类。如上图所示为独立型太阳能光伏发电系统的工作原理示意图。它适用于下列情况及场合：需要移动携带的设备电源；夜间、阴雨天等不需要供电的场合；远离电网的边远地区、农林牧区；不需要并网的场合；不需要备用电源的场合等。打造世界级能源服务商 4深圳市科陆能源服务有限公司并网型光伏发电系统由太阳电池方阵将光能转变成电能，并经直流配线箱进入并网逆变器，经逆变器输出的交流电供负载使用，多余的电能可通过电力变压器等设备逆流馈入公共电网（可称为卖电）
7、。2、3 太阳能光伏发电系统的分类太阳能光伏发电系统按大类可分为独立（离网）光伏发电系统和并网光伏发电系统两大类。其中，独立光伏发电系统又可分为直流光伏发电系统和交流光伏发电系统以及交、直流混合光伏发电系统，而直流光伏发电系统又可分为有蓄电池的系统和无蓄电池的系统。第三节、独立光伏发电系统独立光伏发电系统也叫离网光伏发电系统，主要由太阳电池组件、控制器、蓄电池组成，若要为交流负载供电，还需要配置交流逆变器。3、1 有无蓄电池的直流光伏发电系统无蓄电池的直流光伏发电系统的特点是用电负载是直流负载，对负载的使用时间没有要求，负载主要在白天使用。太阳电池与用电负打造世界级能源服务商 5深圳市科陆能源
8、服务有限公司载直接连接，系统不需要使用控制器，也没有蓄电储能装置。有蓄电池的直流光伏发电系统由太阳电池、充放电控制器、蓄电池以及直流负载等组成。有阳光时，太阳电池将光能转换为电能供负载使用，并同时向蓄电池存储电能。夜间或阴雨天时，则由蓄电池向负载供电。3、2 交流及交直流混合光伏发电系统交流及交、直流混合光伏发电系统与直流光伏发电系统相比，交流光伏发电系统多了一个交流逆变器，用它把直流电转换成交流电，为交流负载提供电能。交直、流混合系统则既能为直流负载供电，也能为交流负载供电。第四节、并网光伏发电系统所谓并网光伏发电系统就是将太阳能光伏组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电网要求的交流电
9、之后直接接入公共电网。打造世界级能源服务商 6深圳市科陆能源服务有限公司4、1 有逆流并网光伏发电系统有逆流并网光伏发电系统，当光伏发电系统发出的电能充裕时，可将剩余电能馈入公共电网，向电网送电（卖电）；当光伏发电系统提供的电力不足时，由电网向负载供电（买电）。由于该系统向电网送电时与由电网供电的方向相反，所以称为有逆流并网光伏发电系统。4、2 无逆流并网光伏发电系统无逆流并网光伏发电系统即使发电充裕时也不向公共电网供电，但当光伏系统供电不足时，则由公共电网向负载供电。4、3 切换型并网光伏发电系统所谓切换型并网光伏发电系统，实际上具有自动运行双向切换的功能。一是当光伏发电系统因多云、阴雨天及
10、自身故障等导致发电量不足时，切换器能自动切换到公共电网供电一侧，由电网向负载供电；二是当电网因为某种原因突然停电时，光伏系统可以自动切换使用电网与光伏系统分离，成为独立光伏发电系统工作状态。4、4 大型并网光伏发电系统大型并网光伏发电系统由若干个并网光伏发电单元组合构成。每个光伏发电单元将太阳电池发出的直流电经光伏逆变器转换成 380V 交流电，经升压系统变成 10kV 的交流高压电，再送入 35kV 变电系统后，并入 35kV 的交流高压电网，35kV 交流高压电经降压系统后变成380400V 交流电作为发电站的备用电源。打造世界级能源服务商 7深圳市科陆能源服务有限公司太阳能光伏发电系统的
11、分类及用途类型分 类具体应用实例无蓄电池直流光伏水泵、充电器、太阳能风扇帽的直流光伏发电系统有蓄电池太阳能手电，太阳电池手机充电器，太阳能草坪灯、路灯、杀的直流光虫灯、航标灯，直流用户系统，高速公路监控，移动通讯基站伏发电系等统交 流 及交流太阳能户用系统，无电地区小型发电站，有交流设备的微独立光交、直流波中继站、移动通信基站，气象、水文、环境监测站等伏发电混合光伏系统发电系统市电互补城市太阳能路灯改造、电网覆盖地区一般住宅光伏电站等型光伏发电系统风 光 互太阳能路灯、交流太阳能用户系统、无电地区中小型发电站等补、风光柴互补发电系统打造世界级能源服务商 8深圳市科陆能源服务有限公司有逆流并一般住宅、建筑物、光伏建筑一体化、大型电站网光伏发电系统无逆流并太阳能空调器、一般住宅、建筑物、光伏建筑一体化、中小型网光伏发电站并网光电系统伏发电切换型并一般住宅、重要应急负载、建筑物、光伏建筑一体化系统网光伏发电系统有储能装一般住宅、重要应急负载、光伏建筑一体化、自然灾害避难所、置的并网高层建筑应急照明光伏发电系统打造世界级能源服务商 9