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太陽能光伏發電的原理

Q1:求太陽能光伏發電系統原理及組成??

太陽能光伏發電系統原理及組成
一、光伏系統的工作原理
工作原理:白天,在光照條件下,太陽電池組件產生一定的電動勢,透過組件的串並聯形成太陽能電池方陣,使得方陣電壓達到系統輸入電壓的要求。再透過充放電控制器對蓄電池進行充電,將由光能轉換而來的電能貯存起來。晚上,蓄電池組為逆變器提供輸入電,透過逆變器的作用,將直流電轉換成交流電,輸送到配電櫃,由配電櫃的切換作用進行供電。蓄電池組的放電情況由控制器進行控制,保證蓄電池的正常使用。光伏電站系統還應有限荷保護和防雷裝置,以保護系統設備的過負載執行及免遭雷擊,維護系統設備的安全使用。
二、光伏系統的組成
光伏系統是由太陽能電池方陣,蓄電池組,充放電控制器,逆變器,交流配電櫃等設備組成。其各部分設備的作用是:
⑴太陽能電池方陣:在有光照(無論是太陽光,還是其它發光體產生的光照)情況下,電池吸收光能,電池兩端出現異號電荷的積累,即產生"光生電壓",這就是"光生伏打效應"。在光生伏打效應的作用下,太陽能電池的兩端產生電動勢,將光能轉換成電能,是能量轉換的器件。太陽能電池一般為矽電池,分為單晶矽太陽能電池,多晶矽太陽能電池和非晶矽太陽能電池三種。
⑵蓄電池組:其作用是貯存太陽能電池方陣受光照時發出的電能並可隨時向負載供電。太陽能電池發電對所用蓄電池組的基本要求是:a.自放電率低;b.使用壽命長;c.深放電能力強;d.充電效率高;e.少維護或免維護;f.工作溫度范圍寬;g.價格低廉。目前我國與太陽能發電系統配套使用的蓄電池主要是鉛酸蓄電池和鎘鎳蓄電池。配套200Ah以上的鉛酸蓄電池,一般選用固定式或工業密封式免維護鉛酸蓄電池,每只蓄電池的額定電壓為2VDC;配套200Ah以下的鉛酸蓄電池,一般選用小型密封免維護鉛酸蓄電池,每只蓄電池的額定電壓為12VDC。
⑶充放電控制器:是能自動防止蓄電池過充電和過放電的設備。由於蓄電池的循環充放電次數及放電深度是決定蓄電池使用壽命的重要因素,因此能控制蓄電池組過充電或過放電的充放電控制器是必不可少的設備。
⑷逆變器:是將直流電轉換成交流電的設備。由於太陽能電池和蓄電池是直流電源,而負載是交流負載時,逆變器是必不可少的。逆變器按執行方式,可分為獨立執行逆變器和並網逆變器。獨立執行逆變器用於獨立執行的太陽能電池發電系統,為獨立負載供電。並網逆變器用於並網執行的太陽能電池發電系統。逆變器按輸出波型可分為方波逆變器和正弦波逆變器。方波逆變器電路簡單,造價低,但諧波分量大,一般用於幾百瓦以下和對諧波要求不高的系統。正弦波逆變器成本高,但可以適用於各種負載。
逆變器工作原理圖
逆變器保護功能:
a、過載保護;b、短路保護;c、接反保護;d、欠壓保護;e、過壓保護;f、過熱保護。
⑸交流配電櫃:其在電站系統的主要作用是對備用逆變器的切換功能,保證系統的正常供電,同時還有對線路電能的計量。

Q2:太陽能光伏發電系統的工作原理是什麼?

補充: 太陽能光伏發電的能量轉換器是太陽能電池,又稱光伏電池。太陽能電池發電的原理是光生伏打效應。當太陽光照射到太陽能電池上時,電池吸收光能,產生電子-空穴對。在電池內建電場作用下,電子和空穴被分離,電池兩端出現異號電荷的累積,即產生“光生電壓”,這就是“光生伏打效應”。若在內建電場的兩側引出電極並接上負載,負載就有“光生電流”流過,從而獲得功率輸出。這樣,太陽能就變成了可以付諸實用的電能。 可以把上述工作原理概括成如下3個主要過程:(1) 太陽能電池吸收一定能量的光子後,半導體內產生電子-空穴對,稱為“光生載流子”,兩者的電性相反,電子帶負電,空穴帶正電;(2)電性相反的載流子被半導體P-N結所產生的靜電場分離開;(2)電子和空穴分別被太陽能電池的正、負極所收集,並在外電路中產生電流,從而獲得電能。 透過太陽能電池將太陽輻射能轉換為電能的發電系統稱為太陽能電池發電系統(又稱太陽能光伏發電系統)。地面太陽能光伏發電系統的執行方式,主要可分為離網執行和聯網執行兩大類。未與公共電網連接的太陽能光伏發電系統稱為離網太陽能光伏發電系統,又稱獨立光伏發電系統,主要應用於遠離公共電網的無電區和一些特殊處所。與公共電網相連接的太陽能光伏發電系統稱為聯網太陽能光伏發電系統,它是太陽能光伏發電進入大規模商業化發電階段、成為電力工業組成部分之一的重要方向,是當今世界太陽能光伏發電技術發展的主流趨勢。

Q3:太陽能光伏發電系統組成與原理?

太陽能發電主要分為兩種,一種是並網型發電,一種是獨立光伏系統。二者的區別主要在於一個需要並網,可以不適用蓄電池,一個是自給自足,需要蓄電池,其他基本一致。基本組成如下:
光伏陣列將太陽能轉變成直流電能,經逆變器的直流和交流逆變後,根據光伏電站接入電網技術規定光伏電站容量確定光伏電站接入電網的電壓等級,由變壓器升壓後,接入中壓或高壓電網。
原理如下:
光伏發電是利用半導體界面的光生伏特效應而將光能直接轉變為電能的一種技術。這種技術的關鍵元件是太陽能電池。太陽能電池經過串聯後進行封裝保護可形成大面積的太陽電池組件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發電裝置。

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Q4:太陽能光伏發電原理

光照引起pn結兩端產生電動勢的現象稱為pn結光生伏特效應。當光照射到結區時,產生電子與空穴對,其中電子被內建電場掃向n區、空穴被內建電場掃向p區,電子在n區積累而空穴在p區積累,使pn結兩端出現由光照而產生的電動勢。

Q5:太陽能光伏發電的原理是什麼

光伏發電是利用半導體界面的光生伏特效應而將光能直接轉變為電能的一種技術。這種技術的關鍵元件是太陽能電池。太陽能電池經過串聯後進行封裝保護可形成大面積的太陽電池組件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發電裝置。
光生伏特效應:如果光線照射在太陽能電池上並且光在界面層被吸收,具有足夠能量的光子能夠在P型矽和N型矽中將電子從共價鍵中激發,以致產生電子-空穴對。界面層附近的電子和空穴在復合之前,將透過空間電荷的電場作用被相互分離。電子向帶正電的N區和空穴向帶負電的P區運動。透過界面層的電荷分離,將在P區和N區之間產生一個向外的可測試的電壓。此時可在矽片的兩邊加上電極並接入電壓表。對晶體矽太陽能電池來說,開路電壓的典型數值為0.5~0.6V。透過光照在界面層產生的電子-空穴對越多,電流越大。界面層吸收的光能越多,界面層即電池面積越大,在太陽能電池中形成的電流也越大。

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