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1、太 陽(yáng) 能 發(fā) 電 行 業(yè) 光 伏 發(fā) 電 （ 家 用 ） 2 0 2 1 -6 -1 5 01020304 太陽(yáng)能發(fā)電行業(yè)介紹光伏發(fā)電原理系統(tǒng)分類以及組成家用光伏發(fā)電系統(tǒng) 目 錄 / contents 一、太陽(yáng)能發(fā)電行業(yè)介紹 太陽(yáng)能的能源是來(lái)自地球外部天體的能源，是太陽(yáng)中的氫原子核在超高溫時(shí)聚變釋放的巨大能量，人類所需能量的絕大部分都直接或間接地來(lái)自太陽(yáng)。我們生活所需的煤炭、石油、天然氣等化石燃料都是因?yàn)楦鞣N植物通過(guò)光合作用把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能在植物體內(nèi)貯存下來(lái)后，再由埋在地下的動(dòng)植物經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代形成。此外，水能、風(fēng)能、潮汐能、海流能等也都是由太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換來(lái)的。 2 0 2 1 -6 -
2、1 5 太陽(yáng)能發(fā)電有兩大類型： 、太陽(yáng)光發(fā)電（亦稱太陽(yáng)能光發(fā)電） 、太陽(yáng)熱發(fā)電（亦稱太陽(yáng)能熱發(fā)電） 太陽(yáng)能光發(fā)電是將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)變成電能的一種發(fā)電方式。它包括光伏發(fā)電、光化學(xué)發(fā)電、光感應(yīng)發(fā)電和光生物發(fā)電四種形式。 太陽(yáng)能熱發(fā)電是先將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能，再將熱能轉(zhuǎn)化成電能。它有兩種轉(zhuǎn)化方式：將太陽(yáng)熱能直接轉(zhuǎn)化成電能。將太陽(yáng)熱能通過(guò)熱機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。 2 0 2 1 -6 -1 5 二、光伏發(fā)電原理n光伏發(fā)電的原理是半導(dǎo)體的光電效應(yīng)。當(dāng)光線照射太陽(yáng)電池表面時(shí)，一部分光子被硅材料吸收;光子的能量傳遞給了硅原子，使電子發(fā)生了躍遷，成為自由電子在P-N結(jié)兩側(cè)集聚形成了電位差，當(dāng)外部接通電路時(shí)，在該電壓的
3、作用下，將會(huì)有電流流過(guò)外部電路產(chǎn)生一定的輸出功率。這個(gè)過(guò)程的的實(shí)質(zhì)是：光子能量轉(zhuǎn)換成電能的過(guò)程。 2 0 2 1 -6 -1 5 三、光伏發(fā)電系統(tǒng)分類1、獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng) 主要由太陽(yáng)能電池組件、控制器、蓄電池組成，若要為交流負(fù)載供電，還需要配置交流逆變器。2、并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng) 太陽(yáng)能組件產(chǎn)生的直流電經(jīng)過(guò)并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換成符合市電電網(wǎng)要求的交流電之后直接接入公共電網(wǎng)。3、分布式光伏發(fā)電系統(tǒng) 在用戶現(xiàn)場(chǎng)或靠近用電現(xiàn)場(chǎng)配置較小的光伏發(fā)電供電系統(tǒng)，以滿足特定用戶的需求，支持現(xiàn)存配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。其運(yùn)行模式是太陽(yáng)能組件將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，經(jīng)由逆變器變成交流電供自己使用，多余的或不足的通過(guò)連接電網(wǎng)調(diào)節(jié)。 2
4、 0 2 1 -6 -1 5 并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng) 2 0 2 1 -6 -1 5 光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成太陽(yáng)能電池板 其作用是將太陽(yáng)的輻射能力轉(zhuǎn)換為電能，或送往蓄電池中存儲(chǔ)起來(lái)，或推動(dòng)負(fù)載工作。太陽(yáng)能控制器 太陽(yáng)能控制器的作用 是控制整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并對(duì)蓄電池起到過(guò)充電保護(hù)、過(guò)放電保護(hù)的作用。蓄電池 其作用是在有光照時(shí)將太陽(yáng)能電池板所發(fā)出的電能儲(chǔ)存起來(lái)，到需要的時(shí)候再釋放出來(lái)。一般為鉛酸電池。逆變器 為能向220VAC的電器提供電能，需要將太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能，因此需要使用DC-AC逆變器。 2 0 2 1 -6 -1 5 太陽(yáng)能電池板
5、太陽(yáng)能電池板是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，太陽(yáng)能電池板的作用是將太陽(yáng)的光能轉(zhuǎn)化為電能后，輸出直流電存入蓄電池中。太陽(yáng)能電池板是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中最重要的部件之一，其轉(zhuǎn)換率和使用壽命是決定太陽(yáng)電池是否具有使用價(jià)值的重要因素。 晶體硅太陽(yáng)能電池板非晶硅太陽(yáng)能電池板 2 0 2 1 -6 -1 5 太陽(yáng)能電池板的結(jié)構(gòu)組成 太陽(yáng)能電池板主要由6部分組成，分別是鋼化玻璃、EVA膠膜、電池片，外部保護(hù)層、背板、接線盒。1、 鋼 化 玻 璃 其 作 用 為 保 護(hù) 發(fā) 電 主 體2、 EVA用 來(lái) 粘 結(jié) 固 定 鋼 化 玻 璃 、 背 板與 發(fā) 電 主 體3、 電 池 片 主 要 作 用 就 是 發(fā) 電 發(fā)
6、 電 主 體市 場(chǎng) 上 主 流 的 是 晶 體 硅 太 陽(yáng) 電 池 片 、薄 膜 太 陽(yáng) 能 電 池 片4、 背 板 作 用 是 密 封 、 絕 緣 、 防 水5、 鋁 合 金 保 護(hù) 層 壓 件 ， 起 一 定 的 密 封、 支 撐 作 用6、 接 線 盒 保 護(hù) 整 個(gè) 發(fā) 電 系 統(tǒng) ， 起 到 電 流 中 轉(zhuǎn) 站 的 作 用 2 0 2 1 -6 -1 5 太陽(yáng)能控制器 太陽(yáng)能控制器是由專用處理器CPU、電子元器件、顯示器、開(kāi)關(guān)功率管等組成。主 要 特 點(diǎn) ：1、 實(shí) 現(xiàn) 了 智 能 控 制2、 具 有 過(guò) 充 、 過(guò) 放 、 電 子 短 路 、 過(guò)載 保 護(hù) 、 獨(dú) 特 的 防 反
7、接 保 護(hù) 等 全 自動(dòng) 控 制3、 采 用 了 串 聯(lián) 式 PWM充 電 主 電 路功 能 ：1、 功 率 調(diào) 節(jié) 功 能2、 通 信 功 能3、 完 善 的 保 護(hù) 功 能 2 0 2 1 -6 -1 5 蓄電池 蓄電池的作用是在有光照時(shí)將太陽(yáng)能電池板所發(fā)出的電能儲(chǔ)存起來(lái)，到需要的時(shí)候再釋放出來(lái)。太陽(yáng)能蓄電池是蓄電池在太陽(yáng)能光伏發(fā)電中的應(yīng)用，采用的有鉛酸免維護(hù)蓄電池、普通鉛酸蓄電池,膠體蓄電池和堿性鎳鎘蓄電池四種。 2 0 2 1 -6 -1 5 逆變器 在很多場(chǎng)合，都需要提供2 2 0 VAC、1 1 0 VAC的交流電源。由于太陽(yáng)能的直接輸出一般都是1 2 VDC、2 4 VDC、4
8、8 VDC、9 6 VDC 。為能向2 2 0 VAC的電器提供電能，需要將太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能，因此需要使用DC-AC逆變器。在某些場(chǎng)合，需要使用多種電壓的負(fù)載時(shí)，也要用到DC-DC逆變器，如將2 4 VDC的電能轉(zhuǎn)換成5 VDC的電能（不是簡(jiǎn)單的降壓）。 2 0 2 1 -6 -1 5 家 用 光 伏 發(fā) 電 系 統(tǒng) 家用發(fā)電系統(tǒng)一般由太陽(yáng)電池組件組成的光伏方陣、太陽(yáng)能充放電控制器、蓄電池組、離網(wǎng)型逆變器、直流負(fù)載和交流負(fù)載等構(gòu)成。如輸出電源為交流2 2 0 V或1 1 0 V，還需要配置逆變器。光伏方陣在有光照的情況下將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，通過(guò)太陽(yáng)能充放電控制器給負(fù)
9、載供電，同時(shí)給蓄電池組充電；在無(wú)光照時(shí)，通過(guò)太陽(yáng)能充放電控制器由蓄電池組給直流負(fù)載供電，同時(shí)蓄電池還要直接給獨(dú)立逆變器供電，通過(guò)獨(dú)立逆變器逆變成交流電，給交流負(fù)載供電。 2 0 2 1 -6 -1 5 大 同 國(guó) 際 太 陽(yáng) 能 十 項(xiàng) 全 能 比賽 參 賽 隊(duì) 伍 所 建 造 各 種 不 同形 式 的 太 陽(yáng) 屋國(guó) 際 太 陽(yáng) 能 十 項(xiàng) 全 能 競(jìng) 賽 是世 界 最 高 水 平 的 將 太 陽(yáng) 能 、節(jié) 能 技 術(shù) 與 建 筑 技 術(shù) 緊 密 結(jié)合 的 國(guó) 際 性 大 學(xué) 生 實(shí) 驗(yàn) 競(jìng) 賽。 國(guó) 際 太 陽(yáng) 能 十 項(xiàng) 全 能 競(jìng) 賽已 在 美 國(guó) 歐 洲 舉 辦 過(guò) 五 屆 ，這 次
10、比 賽 是 首 次 在 亞 洲 舉 辦。 2 0 2 1 -6 -1 5 2 0 2 1 -6 -1 5 太陽(yáng)能發(fā)電有兩大類型： 、太陽(yáng)光發(fā)電（亦稱太陽(yáng)能光發(fā)電） 、太陽(yáng)熱發(fā)電（亦稱太陽(yáng)能熱發(fā)電） 太陽(yáng)能光發(fā)電是將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)變成電能的一種發(fā)電方式。它包括光伏發(fā)電、光化學(xué)發(fā)電、光感應(yīng)發(fā)電和光生物發(fā)電四種形式。 太陽(yáng)能熱發(fā)電是先將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能，再將熱能轉(zhuǎn)化成電能。它有兩種轉(zhuǎn)化方式：將太陽(yáng)熱能直接轉(zhuǎn)化成電能。將太陽(yáng)熱能通過(guò)熱機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。 2 0 2 1 -6 -1 5 二、光伏發(fā)電原理n光伏發(fā)電的原理是半導(dǎo)體的光電效應(yīng)。當(dāng)光線照射太陽(yáng)電池表面時(shí)，一部分光子被硅材料吸收;光子的能量傳遞給了
11、硅原子，使電子發(fā)生了躍遷，成為自由電子在P-N結(jié)兩側(cè)集聚形成了電位差，當(dāng)外部接通電路時(shí)，在該電壓的作用下，將會(huì)有電流流過(guò)外部電路產(chǎn)生一定的輸出功率。這個(gè)過(guò)程的的實(shí)質(zhì)是：光子能量轉(zhuǎn)換成電能的過(guò)程。 2 0 2 1 -6 -1 5 家 用 光 伏 發(fā) 電 系 統(tǒng) 家用發(fā)電系統(tǒng)一般由太陽(yáng)電池組件組成的光伏方陣、太陽(yáng)能充放電控制器、蓄電池組、離網(wǎng)型逆變器、直流負(fù)載和交流負(fù)載等構(gòu)成。如輸出電源為交流2 2 0 V或1 1 0 V，還需要配置逆變器。光伏方陣在有光照的情況下將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，通過(guò)太陽(yáng)能充放電控制器給負(fù)載供電，同時(shí)給蓄電池組充電；在無(wú)光照時(shí)，通過(guò)太陽(yáng)能充放電控制器由蓄電池組給直流負(fù)載供電，同時(shí)蓄電池還要直接給獨(dú)立逆變器供電，通過(guò)獨(dú)立逆變器逆變成交流電，給交流負(fù)載供電。
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