光伏系统讲解

太阳外貌一 、 太 阳 能 的 作 用 与 重 要 性 太 阳 是 一 个 巨 大 的 炽 热 的 气 体 球 ,其 内 部 不 断 进行 着 热 核 反 应 ,因 而 释 放 巨 大 的 能 量 。 太 阳 的 直 径 约 为 139万 公 里 ,比 地 球 的 直 径 109.3倍 。 太 阳 的 体 积 约 1.4122 107km3,比 地 球 的 体 积 大 130万倍 。 太 阳 与 地 球 的 平 均 距 离 约 1.5亿 公 里 。 太 阳 每 秒 钟 释 放 出 的 能 量 是 3.865 1026J， 相 当于 每 秒 钟 燃 烧 1.32 1016标 准 煤 所 发 出 的 能 量 。太 阳 概 况 太 阳 发 出 的 能 量 大 约 只 有 1/22亿 到 达 地 球 ，大 约 为 173 104亿 KW。 其 中 被 大 气 吸 收 大 约 19；被 大 气 和 尘 粒 反 射 回 宇 宙 空 间 大 约 30； 穿 过 大 气到 达 地 球 表 面 的 太 阳 辐 射 能 约 占 5181 104亿KW 。 到 达 陆 地 表 面 大 约 只 有 17 104亿 KW， 只 占 到达 地 球 范 围 内 太 阳 辐 射 能 的 10。 17 104亿 KW的能 量 相 当 于 全 球 一 年 内 消 耗 总 能 量 的 3.5万 倍 。 被 植 物 吸 收 的 仅 占 0.015 ， 被 人 类 作 为 燃 料和 食 物 的 仅 占 0.002。 人 类 利 用 化 石 能 源 （ 煤 、 食 油 、 天 然 气 等 ） 创造 了 社 会 发 展 的 文 明 时 代 ,但 同 时 也 造 成 资 源 极 大 浪费 和 生 态 环 境 破 坏 ； 化 石 燃 料 在 2020～ 2030年 之 间 达 到 峰 值 .全 球 化石 能 源 最 终 可 开 采 储 量 折 合 起 来 可 供 人 类 使 用 100年 ,2030年 以 后 化 石 能 源 供 应 面 临 危 机 ； 未 来 的 能 源 结 构 将 发 生 根 本 性 变 革 ， 可 再 生 洁净 能 源 是 本 世 纪 必 须 解 决 的 的 重 大 课 题 ， 太 阳 能 是首 选 。 皇 明 愿 景 为 了 子 孙 的 蓝 天 白 云 ， 实 践 G能 源 替代 。 太 阳 能 利 用 的 形 式 太 阳 能 是 能 源 之 源 所 有 能 源 都 直 接 或 间 接 来 自 太 阳 能 ；最 重 要 的 可 再 生 能 源 之 一 取 之 不 尽 ， 用 之 不 竭 ；洁 净 能 源 不 产 生 任 何 污 染 ， 地 球 环 境 得 到 保 护 ；世 界 经 济 要 保 持 可 持 续 发 展 ， 人 类 必 须 和 大 自 然 和谐 友 好 相 处 ；改 善 生 态 环 境 , 建 立 洁 净 、 可 再 生 、 多 样 化 能 源 体系 ,高 效 、 积 极 利 用 太 阳 能 是 人 类 文 明 和 社 会 进 步的 标 志 ； 太 阳 能 与 常 规 能 源 可 利 用 情 况 对 比 二 、 世 界 光 伏 发 电 产 业 发 展 概 况 世 界 太 阳 能 光 伏 发 电 产 业 和 市 场 在 严 峻 的 能源 替 代 形 势 和 人 类 生 态 环 境 （ 地 球 变 暖 ） 压 力 下 ，在 持 续 的 技 术 进 步 和 逐 步 完 善 的 法 规 政 策 的 强 力推 动 下 呈 快 速 发 展 。 2004 和 2005 年 甚 至 出 现 了太 阳 电 池 及 组 不 能 满 足 市 场 求 的 局 面 ， 预 计 这 种供 不 应 求 的 情 况 还 将 会 有 所 持 续 以 太 阳 电 池 的 年 生 产 量 为 例 ， 最 近 10年 的年 平 均 增 长 率 为 37（ 由 1995 年 的 77.6 MW 增加 到 2005 年 的 1817.7 MW） ， 最 近 5年 的 年 平均 增 长 率 为 45％ （ 由 2000 年 的 287.7 MW 增 加到 2005 年 的 1817.7 MW） 。 尽 管 因 高 纯 硅 材 料 短 缺 影 响 了 太 阳 电 池 的产 量 ， 但 2004和 2005年 的 年 增 长 率 仍 然 分 别 达到 61.2％ 和 51.5。 一 个 产 业 如 此 快 速 发 展 在 世界 上 是 极 为 罕 的 2005 年 德 国 光 伏 的 安 装 量 猛 增 到 870MW， 占世 界 市 场 的 47.86， 为 世 界 瞩 目 。 之 所 以 如 此 ，是 德 国 于 2004年 实 施 了 新 （ 修 改 ） 可 再 生 能 源法 ， 即 新 的 上 网 电 价 法 （ Feed-in tariff law） 。 2000 年 开 始 德 国 实 施 上 电 价 法 规 ， 规 定光 伏 上 网 电 价 为 0.99 马 克 ／ kWh ， 从 2005年 起 ，每 年 递 减 5％ ， 持 续 20 年 。 2004 年 修 改 了 上 网 电价 法 ， 不 但 使 上 网 电 价 更 加 合 理 、 更 加 符 合 各 种不 同 电 站 实 际 成 本 和 投 资 者 的 利 益 ， 也 更 加 容 易操 作 。 最 重 要 的 是 ， 它 更 加 科 学 。 它 通 过 法 规 把 市 场经 济 规 律 引 入 到 可 再 生 能 源 的 发 展 中 ， 又 通 过 全 网平 摊 法 解 决 了 上 网 电 价 法 实 施 中 的 资 金 问 题 ， 让 市场 经 济 规 律 和 市 场 行 为 发 挥 作 用 ， 避 免 了 政 府 行 为的 种 种 弊 端 ， 从 而 使 德 国 的 可 再 生 能 源 发 展 快 速 、健 康 ， 为 世 界 瞩 目 。 德 国 的 榜 样 引 起 世 界 各 国 赞 誉和 效 法 ， 现 在 全 世 界 已 经 有 35个 国 家 和 7 个 地 区（ 欧 洲 、 亚 洲 、 澳 洲 和 美 国 的 部 分 州 ） 都 已 先 后实 施 了 上 网 电 价 法 （ 包 括 全 网 平 摊 法 ） ， 其 中 欧 洲的 响 应 最 为 积 极 。 1997年 6月 , 美 国 总 统 克 林 顿 宣 布 百 万 太阳 能 屋 顶 计 划 , 计 划 在 2010年 以 前 , 在 100万座 建 筑 物 上 安 装 太 阳 能 光 伏 与 光 热 系 统 , 如此 将 实 现 CO2排 放 量 减 少 300吨 /年 ; 1997年 12月 , 印 度 政 府 宣 布 2002年 要 在全 国 推 广 150万 套 太 阳 能 屋 顶 ; 1998年 德 国 提 出 10万 太 阳 屋 顶 计 划 , 世界 最 大 屋 顶 光 伏 系 统 安 装 在 新 墨 尼 黑 贸 易 展览 中 心 , 共 1MW, 与 20KV电 网 相 联 , 每 年 发 电100万 度 , 足 够 340户 德 国 家 庭 使 用 ; 2000年 澳 大 利 亚 在 悉 尼 成 功 举 办 奥 运 会 , 共 在 悉 尼 运 动 员 村 安 装 665套 1KW的 屋 顶 光 伏 系统 , 为 世 界 最 大 的 光 伏 住 宅 小 区 ; 2000年 意 大 利 实 施 “ 全 国 太 阳 能 屋 顶 计划 ” , 到 2002年 将 安 装 光 伏 组 件 达 到 50MW; 蒙 古 10000屋 顶 计 划 , 到 2005年 安 装 5MW; 2010年 安 装 10MW； 日 本 “ 阳 光 计 划 ” 、 南 韩 、 印 度 、 马 来 西亚 等 也 有 类 似 的 计 划 实 施 。 我 国 常 规 能 源 与 世 界 能 源 对 比 三 、 国 内 光 伏 现 状 随 着 能 源 需 求 日 益 增 加 ， 用 可 再 生 能 源 代替 传 统 的 能 源 无 疑 已 经 迫 在 眉 睫 。 但 是 目 前 由于 受 到 观 念 、 政 策 及 价 格 方 面 的 影 响 ， 国 内 光伏 行 业 的 发 展 受 到 了 限 制 。 在 国 内 离 网 光 伏 发电 每 度 电 成 本 约 为 四 到 五 元 ， 并 网 发 电 的 成 本约 为 三 到 四 元 。 距 离 市 场 化 应 用 还 有 一 段 距 离 。 光 伏 产 业 链 上 游 的 硅 原 料 来 源 及 光 伏 产 业链 下 游 的 光 伏 市 场 均 在 国 外 ， 主 要 设 备 也 产 自国 外 ， 即 所 谓 的 “ 三 头 在 外 ” ， 国 内 光 伏 行 业 主 要 处 在 产 业 链 的 中 间 代 加 工 环 节 ， 属 于 技术 含 量 较 低 的 劳 动 密 集 型 产 业 。 一 方 面 ， 由于 用 于 制 作 太 阳 电 池 片 的 硅 原 料 为 外 国 所 垄断 ， 国 内 绝 大 部 分 依 赖 进 口 ， 造 成 国 际 市 场硅 原 料 价 格 居 高 不 下 ； 另 一 方 面 ， 国 际 主 要的 光 伏 市 场 也 在 国 外 ， 国 内 市 场 尚 不 成 熟 ，国 产 光 伏 组 件 的 绝 大 部 分 在 中 国 封 装 加 工 后 ，售 往 国 外 市 场 。 目 前 ， 中 国 已 经 有 各 种 光 伏 企 业 超 过 500 家 ， 其 中 6家 公 司 先 后 在 海 外 上 市 。 2006年太 阳 电 池 产 能 1200MW、 产 量 约 400MWp未 包 括台 湾 地 区 约 200MWp上 年 的 280； 组 件 产 能2000MW、 产 量 约 600MW， 是 上 年 的 210。 成 为继 日 本 、 欧 洲 之 后 的 第 三 大 太 阳 能 电 池 生 产国 。 95的 产 品 用 于 出 口 。 据 统 计 2006年 中 国国 内 光 伏 组 件 安 装 容 量 约 30MW,仅 占 国 内 实 际总 产 量 （ 600MW） 的 5％ 左 右 。 针 对 国 内 光 伏 行 业 现 状 ， 我 公 司 制 订 了 的 自 己的 光 伏 发 展 策 略 。 努 力 了 解 ， 跟 踪 ， 研 发 最 先 进 的光 伏 发 电 材 料 、 工 艺 及 技 术 。 同 时 以 开 发 实 际 应 用的 产 品 为 主 。 其 中 太 阳 能 系 统 控 制 器 生 产 引 进 了 世界 最 先 进 的 设 备 、 工 艺 、 技 术 及 检 测 系 统 ， 通 过 了“ ISO9000” 认 证 ， TUV认 证 ， CE认 证 ， “ 金 太 阳 ”认 证 。 组 件 出 口 德 国 ， 意 大 利 ， 美 国 ， 瑞 典 等 国 家 。普 泰 日 盛 在 太 阳 能 光 电 灯 具 方 面 走 在 了 国 内 前 列 ，是 国 内 生 产 ， 销 售 ， 安 装 光 电 太 阳 能 灯 具 最 多 的 厂家 ， 主 要 产 品 有 多 种 款 式 的 太 阳 能 庭 院 灯 、 太 阳 能路 灯 、 太 阳 能 草 坪 灯 、 太 阳 能 信 号 灯 、 风 光四 、 光 伏 产 业 策 略 互 补 路 灯 ， 建 成 了 世 界 最 大 的 光 电 大 道 ， 太 阳谷 光 电 大 门 。 在 光 伏 工 程 方 面 为 通 信 ， 森 林 观测 ， 驻 岛 部 队 提 光 伏 电 源 。 目 前 与 南 极 科 考 队合 作 ， 安 装 世 界 上 迄 今 为 止 最 大 的 光 伏 系 统 ，在 南 极 为 气 象 观 测 提 供 光 伏 电 源 。 皇 明 集 团 ， 拥 有 多 项 太 阳 能 光 电 灯 具 专 利 技术 。 同 时 自 主 研 发 光 伏 控 制 器 ， 对 离 网 光 伏 系统 及 并 网 的 光 伏 系 统 合 理 配 置 优 化 设 计 进 行 了深 入 研 究 。 普 泰 日 盛 2003年 就 进 行 了 BIPV并 网 发 电 技 术 的研 究 。 建 成 了 当 时 在 国 内 较 大 的 20KWp的 并 网发 电 项 目 。 并 投 入 力 量 对 BIPV与 建 筑 结 合 的 安装 形 式 及 光 伏 配 置 ， 电 气 配 置 等 进 入 了 深 入 研究 。 开 发 了 应 用 于 平 屋 顶 ， 斜 屋 顶 ， 阳 台 ， 幕墙 的 模 块 化 的 安 装 构 件 。 并 开 发 成 功 集 建 筑 部件 ， 光 伏 发 电 及 照 明 亮 化 功 能 的 中 空 组 件 及 双玻 组 件 。 三 、 太 阳 能 光 伏 系 统 分 类 太 阳 能 光 伏 发 电 系 统 利 用 光 电 池 的 伏 打 效 应将 太 阳 能 直 接 转 化 为 电 能 的 系 统 光 伏 系 统 主 要 有 两 类 独 立 （ 离 网 ） 光 伏 发 电系 统 和 并 网 光 伏 发 电 系 统 独 立 光 伏 发 电 系 统 太 阳 电 池 阵 列 发 的 电 储 存在 蓄 电 池 里 ， 供 给 直 流 负 载 使 用 或 者 通 过 逆 变器 供 给 交 流 负 载 使 用 。 并 网 发 电 系 统 太 阳 电 池 方 阵 发 电 ， 经 并 网 逆变 器 逆 变 成 与 交 流 市 电 同 电 压 、 同 频 率 、 同 相位 的 交 流 电 ， 直 接 送 入 市 电 网 。 四 、 独 立 光 伏 系 统 独 立 运 行 的 光 伏 发 电 系 统 主 要 包 括 以 下 部 件 1、 太 阳 电 池 方 阵 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 。 将 光 能 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 。 2、 控 制 器 太 阳 能 控 制 器 的 作 用 是 控 制 整 个 系 统的 工 作 状 态 ， 并 对 蓄 电 池 起 到 过 充 电 保 护 、 过 放电 保 护 的 作 用 。 附 加 温 度 补 偿 ， 光 控 开 关 、 时 控开 关 等 功 能 。 3、 逆 变 器 在 很 多 场 合 ， 都 需 要 提 供 220V、110V的 交 流 电 源 。 由 于 太 阳 能 的 直 接 输 出 一般 都 是 12VDC、 24VDC、 48VDC。 因 此 需 要 使 用DC-AC逆 变 器 将 直 流 电 能 转 换 成 交 流 电 能 。4、 蓄 电 池 一 般 为 阀 控 制 式 免 维 护 铅 酸 电 池 ，小 微 型 系 统 中 ， 也 可 用 胶 体 镍 氢 电 池 、 镍 镉电 池 或 锂 电 池 。 将 太 阳 能 电 池 板 所 发 出 的 电能 储 存 起 来 ， 到 需 要 的 时 候 再 释 放 出 来 。 5、 直 流 负 载 以 直 流 电 为 动 力 的 装 置 或 设 备 。6、 交 流 负 载 以 交 流 电 为 动 力 的 装 置 或 设 备 。 独立直流系统 独立逆变交流系统电扇 负载蓄电池 控 制 逆变 设 备 交 流 博 物 馆 科 普 房 光 伏 工 程 电 池 组 件 3290W,蓄 电 池 24V/1000AH,逆 变 器 2KW 光 电 板 总 功 率 为 10098Wp,800AH蓄 电 池 ， 可 供 总 功 率 的1KWp的 负 载 工 作 四 个 阴 雨 天 ， 每 天 工 作 四 小 时 太 阳 能 光 伏 雕 塑 Solar PV sculpture 风 帆 造 型 可 进 行 太 阳 能 光 伏 发 电 与 市 电 自 动 切 换 。 组 件 684W， 蓄 电 池 24V/300Ah H 山 东 省 淄 博 市 胜 利 油 田 储 油罐 加 温 光 伏 工 程