太阳电池阵列

一、太阳能电池的原理太阳光照在半导体 p-n 结上， 形成新的空穴 -电子对， 在 p-n 结电场的作用下，光生空穴由 n 区流向 p 区，光生电子由 p 区流向 n 区，接通电路后就形成电流。 这就是光电效应太阳能电池的工作原理。 太阳能绿色能源太阳能发电有两种方式，一种是光 — 热 — 电转换方式，另一种是光 — 电直接转换方式。光 — 热 — 电转换（ 1） 光 — 热 — 电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电，一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气， 再驱动汽轮机发电。 前一个过程是光 — 热转换过程； 后一个过程是热 — 电转换过程， 与普通的火力发电一样。 太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高，估计它的投资至少要比普通火电站贵 5～ 10倍 .一座 1000MW的太阳能热电站需要投资 20～ 25亿美元，平均 1kW 的投资为 2000～2500美元。因此，目前只能小规模地应用于特殊的场合， 而大规模利用在经济上很不合算，还不能与普通的火电站或核电站相竞争。光 — 电直接转换（ 2） 光 — 电直接转换方式该方式是利用光电效应， 将太阳辐射能直接转换成电能， 光 — 电转换的基本装置就是太阳能电池。 太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是一个半导体光电二极管， 当太阳光照到光电二极管上时， 光电二极管就会把太阳的光能变成电能， 产生电流。 当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。 太阳能电池是一种大有前途的新型电源， 具有永久性、 清洁性和灵活性三大优点。太阳能电池寿命长，只要太阳存在，太阳能电池就可以一次投资而长期使用；与火力发电、核能发电相比， 太阳能电池不会引起环境污染；太阳能电池可以大中小并举， 大到百万千瓦的中型电站， 小到只供一户用的太阳能电池组，这是其它电源无法比拟的。二、太阳能电池阵列设计步骤1. 计算负载 24h 消耗容量 P P=H/V V——负载额定电源2.选定每天日照时数 T(H)。3. 计算太阳能阵列工作电流。 IP=P(1+Q)/T Q——按阴雨期富余系数， Q=0.21～ 1.004. 确定蓄电池浮充电压 VF。 镉镍 (GN)和铅酸 (CS)蓄电池的单体浮充电压分别为 1.4～ 1.6V 和 2.2V。5. 太阳能电池温度补偿电压 VT。 VT=2.1/430(T-25)VF6. 计算太阳能电池阵列工作电压 VP。VP=VF+VD+VT 其中 VD=0.5～ 0.7 约等于 VF7. 太阳电池阵列输出功率 WP?平板式太阳能电板。 WP=IP× UP8. 根据 VP、 WP 在硅电池平板组合系列表格，确定标准规格的串联块数和并联组数。三、太阳能电池的离网发电系统[1] 太阳能离网发电系统1、太阳能控制器 (光伏控制器和风光互补控制器 )对所发的电能进行调节和控制， 一方面把调整后的能量送往直流负载或交流负载， 另一方面把多余的能量送往蓄电池组储存， 当所发的电不能满足负载需要时，太阳能控制器又把蓄电池的电能送往负载。蓄电池充满电后，控制器要控制蓄电池不被过充。 当蓄电池所储存的电能放完时， 太阳能控制器要控制蓄电池不被过放电， 保护蓄电池。 控制器的性能不好时，对蓄电池的使用寿命影响很大，并最终影响系统的可靠性。2、太阳能蓄电池组的任务是贮能，以便在夜间或阴雨天保证负载用电。3、太阳能逆变器负责把直流电转换为交流电， 供交流负荷使用。 太阳能逆变器是光伏风力发电系统的核心部件。 由于使用地区相对落后、 偏僻， 维护困难，为了提高光伏风力发电系统的整体性能，保证电站的长期稳定运行，对逆变器的可靠性提出了很高的要求。另外由于新能源发电成本较高，太阳能逆变器的高效运行也显得非常重要。[2] 太阳能离网发电系统主要产品分类 A、光伏组件 B、风机 C、控制器 D、蓄电池组 E、逆变器 F、 风力 /光伏发电控制与逆变器一体化电源。四、利用太阳能电池的并网发电系统可再生能源并网发电系统是将光伏阵列、 风力机以及燃料电池等产生的可再生能源不经过蓄电池储能， 通过并网逆变器直接反向馈入电网的发电系统。因为直接将电能输入电网，免除配置蓄电池， 省掉了蓄电池储能和释放的过程，可以充分利用可再生能源所发出的电力，减小能量损耗，降低系统成本。 并网发电系统能够并行使用市电和可再生能源作为本地交流负载的电源，降低整个系统的负载缺电率。同时，可再生能源并网系统可以对公用电网起到调峰作用。 并网发电系统是太阳能风力发电的发展方向， 代表了 21世纪最具吸引力的能源利用技术。太阳能并网发电系统主要产品分类A、光伏并网逆变器 B、小型风力机并网逆变器C、大型风机变流器 （双馈变流器，全功率变流器） 。