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作者:管理员    发布于:2022-08-09 09:44   文字:【】【】【

  杏盛娱乐注册-官网首页!任务1.1光伏发电系统的组成及分析 任务1.2光伏发电系统案例分析-光伏发电站

  1.1.1太阳能电池工作原理 1.半导体的基础知识 在自然界中,物体根据导电性能和电阻率的大小分为三类, 导体、半导体、绝缘体。 (1)共价键结构

  (2)本征半导体 纯净的半导体称为本征半导体。本征半导体中电子和空穴 总是成对地出现,称为电子一空穴对。

  (3)P型半导体 在本征半导体(锗或硅)中掺入三价元素硼形成P型半导体。 P型半导体中,空穴是多数载流子,电子是少数载流子。

  (4)N型半导体 在本征半导体(锗或硅)中掺入五价元素磷形成N型半导体。 N型半导体中,电子是多数载流子,空穴是少数载流子。

  (5)PN结 把P、N型两种半导体材料通过特殊的工艺放在一起形成PN 结。

  2.太阳能电池工作原理(光生伏打效应) 晶体中大量电子能级分布组成密集的能级带,称为能带。 其中“价带”能级最低,“导带”能级最高。处于导电状态的 能级区域称为导带。导带与价带之间区域称为禁带。

  当太阳能电池受到阳光照射时,电子接受光能,向N型区移 动,使N型区带负电,同时空穴向P型区移动,使P型区带正电。 这样才使得PN结两端产生电势差,即电压。

  3.太阳能电池等效电路 太阳能电池等效电路有理想形式和实际形式,如图1-8所示。

  4. 光伏发电的优缺点 (1)光伏发电的主要优点 ①太阳能取之不尽,用之不竭。 ②应用范围广。 ③太阳能处处可得到,不必远距离运输,避免长距离输电 线路的损失。 ④不用燃料,运行成本很低。 ⑤无机械转动部分,操作、维护简单,运行稳定可靠。 ⑥太阳能发电过程中不易产生污染废弃物,是理想的清洁 能源。 ⑦太阳能发电系统建设周期短,方便灵活,可以根据负荷 的增减,任意添加或减少太阳能方阵,避免浪费。 ⑧太阳能电池生产资料丰富。硅材料储量丰富,地壳丰度 在氧元素之后,列第二位,达到26%之多。 ⑨能量回收期短。 11

  (3)光伏发电的主要缺点 ①能量密度低。 ②占地面积大。 ③地面应用时有间歇性,在晚上或阴雨天不能或很少发电。 ④成本高。

  5.我国太阳能资源 按接受太阳能辐射量的大小,全国大致上可分为五类地区。 一类地区:全年日照时数为3200~3300小时,辐射量在 670~837×104kJ/cm2· a。相当于225~285kg标准煤燃烧所发出 的热量。主要包括青藏高原、甘肃北部、宁夏北部和新疆南部 等地。这是我国太阳能资源最丰富的地区。 二类地区:全年日照时数为3000~3200小时,辐射量在 586~670×104kJ/cm2· a,相当于200~225kg标准煤燃烧所发出 的热量。主要包括河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏 南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部等地。此 区为我国太阳能资源较丰富区。

  三类地区:全年日照时数为2200~3000小时,辐射量在 502~586×104kJ/cm2· a,相当于170~200kg标准煤燃烧所发出 的热量。主要包括山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆 北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、 福建南部、江苏北部和安徽北部等地。 四类地区:全年日照时数为1400~2200小时,辐射量在 419~502×104kJ/cm2· a。相当于140~170kg标准煤燃烧所发出 的热量。主要是长江中下游、福建、浙江和广东的一部分地区, 春夏多阴雨,秋冬季太阳能资源还可以。 五类地区:全年日照时数约1000~1400小时,辐射量在 335~419×104kJ/cm2· a。相当于115~140kg标准煤燃烧所发出 的热量。主要包括四川、贵州两省。

  1.1.2光伏发电系统的组成 光伏发电系统通常由太阳能电池组件(太阳能电池板)、 蓄电池组、控制器、逆变器、电缆等几部分构成,如图1-9所示。

  1.太阳能电池组件 太阳能电池组件也叫太阳能电池板,是太阳能发电系统中 的核心部分,是能量转换的器件,其作用是将光能转换成电能。 2.蓄电池组 蓄电池的作用是贮存太阳能电池方阵受光照时发出的电能 并可随时向负载供电。 3.控制器 控制器的作用是使太阳能电池和蓄电池高效、安全、可靠 的工作,以获得最高效率并延长蓄电池的使用寿命,能自动防 止蓄电池过充电和过放电。 4.逆变器 逆变器的作用是将直流电转换成交流电的设备。

  1.1.3光伏发电系统的分类及原理分析 光伏发电系统是利用太阳电池组件和其他辅助设备将太阳 能转换成电能的系统。 一般我们将光伏发电系统分为独立系统、并网系统。 1.独立光伏发电系统 独立光伏发电也叫离网光伏发电。

  2.并网光伏发电系统 并网太阳能光伏发电系统是将光伏阵列产生的直流电经过 并网逆变器转换成符合公共电网要求的交流电之后直接接入公 共电网。 (1)有逆流并网发电系统 有逆流并网发电系统如图1-11所示。

  (3)切换型并网光伏发电系统 切换型并网光伏发电系统如图1-13所示,它具有自动运行 双向切换的功能。

  1.2.1光伏发电站简介 通过光伏阵列将太阳能辐射能转换为电能的发电站称为太 阳能光伏电站。太阳能光伏电站按照运行方式可分为独立太阳 能光伏电站和并网太阳能光伏电站。 未与公共电网相连接独立供电的太阳能光伏电站称为离网 光伏电站。 与公共电网相连接且共同承担供电任务的太阳能光伏电站 称为并网光伏电站。 光伏发电站根据容量大小可分为小型光伏发电站(100kW 以下)、中型光伏发电站(100kW~1MW)、大型光伏发电站 (1~10MW)和超大型光伏发电站(10MW以上)。

  1.光伏阵列 将若干个组件按一定方式(串、并联)组装在组件支架上, 形成太阳能电池方阵(solar array或PV array),也称光伏阵列。 光伏阵列安装方式可分为固定式和跟踪式。

  2.光伏阵列防雷汇流箱 在太阳能光伏发电系统中,为了减少太阳能光伏阵列与逆 变器之间的连线,方便维护,提高可靠性,一般在光伏阵列与 逆变器之间增加光伏阵列防雷汇流箱,如图1-18所示。

  4.直流防雷配电柜 直流防雷配电柜主要将直流汇流箱输出的直流电流进行汇 流,再接到逆变器。主要包括直流输入断路器、防雷器、防反 二极管、电压表等,如图1-19所示。

  5.并网逆变器 并网逆变器的作用是将电能转化为与电网同频、同相的正 弦波电流,馈入公共电网,如图1-20所示。

  4.交流配电柜 交流配电柜(如图1-21所示)的作用是将逆变器输出的交 流电缆接入后,经过断路器接入电网,保证系统的正常供电, 同时还有对线 光伏发电系统的组成及分析

  5.计算机监控系统 计算机监控系统的主要作用是监控整个发电站的运行状况, 包括光伏组件的运行状态、逆变器的工作状态、系统的工作是 压、电流等数据,还可以根据需要将相关数据直接发送至互联 网,以便远程监控发电站的运行情况。

  1.2.3光伏发电站实例 总投资4.2亿元、装机容量20MWp的徐州协鑫地面光伏电站 于2009年12月30日成功投运,如图1-22所示。

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