光伏发电技术及应用.ppt

光伏应用技术光伏应用技术人类当前使用的能源主要来自煤炭、石油等多年储藏在地下的石化能源，按照目前的开发速度，几十年或许几百年后，地球所存储的这些能源就将枯竭。节约能源和开发可再生能源已经成为当务之急。
在可再生能源中，水能已经得到了广泛的利用，且水能资源终究是有限的；太阳能和风能则是取之不尽，用之不竭的清洁能源。
太阳能的应用主要有两种形式：一是把太阳能转换为热能，二是把太阳能转换为电能。后者称为太阳能光伏发电技术，简称PV技术。第1章光伏发电概述第1章光伏发电概述一、太阳能与环保二、太阳能转换电能的基本原理1.2太阳能发电发展历程1.3太阳能发电的过去、现在和未来1.4国内外光伏发电的现状与趋势美国－“百万屋顶计划”日本－“阳光计划”德国－“10万屋顶发电计划”中国－“光明工程计划”我国光伏电池组件发展情况我国的“光明项目”及其它全球单体最大太阳能建筑并网发电全球单体最大太阳能建筑并网发电我国光伏应用市场预测我国光伏主要应用领域预测第2章太阳能电池原理与特性2.1太阳光的性质太阳能有关参数2、直射光和散射光直射光和散射光3、太阳光强度与波长的关系太阳光强度与波长的关系2.2太阳能电池原理和变换效率2、光伏效应3、光伏器件的伏安特性光伏器件的伏安特性光伏器件的伏安特性4、短路电流与开路电压5、输出功率特性最大功率输出6、太阳能电池光伏变换效率基准光7、影响太阳能电池性能的因素8、太阳能电池的等值电路太阳能电池的等值电路等值电路方程等值电路方程等值电路与伏安特性等值电路与伏安特性2.3太阳能电池特性的测量带负荷测量电压、电流四端测量法第3章太阳能电池的种类及其特点3.1太阳能电池的分类按构造分类3.2几种常用太阳能电池的特点几种常用太阳能电池的特点几种常用太阳能电池的特点硅系太阳能电池的特点硅系太阳能电池的特点单晶硅太阳能电池多晶硅太阳能电池1975年Spear等利用硅烷的直流辉光放电技术制备出a-Si：H材料，实现了对非晶硅基材料的掺杂，使非晶硅材料开始得到应用。1976年第一个效率为1％～2％的非晶硅太阳电池被研制出来，直到1980年非晶硅太阳电池实现商品化。目前世界非晶硅太阳电池生产能力50MW/年，最高转换效率13％，应用范围从多种电子消费产品如手表、计算器、玩家到户用电源、光伏电站等。
在太阳光谱的可见光范围内，非晶硅的吸收系数比晶体硅大一个数量级，非晶硅太阳电池光谱响应的峰值与太阳光谱的峰值很接近。由于非晶硅材料的本征吸收很大，1μm厚度就能充分吸收太阳光，厚度不足晶体硅的1/100，可明显节省昂贵的半导体材料。
非晶硅及其合金的光电转换效率在太阳光长期照射下有一定的衰减，经过200℃退火2h可恢复原状。这种现象首先由Stabler和Wronski发现，称为S－W效应。由于S－W效应，非晶硅电池不能大规模使用。3.3晶体硅太阳能电池的基本工艺一、绒面结构二、p－n结制备p－n结制备三、铝背场四、金属电极五、减反射层3.4太阳能电池组件的封装一、组件单体电池的连接方式二、组件的封装结构—玻璃壳体式组件的封装结构之二—底盒式组件的封装结构之三—平板式组件的封装结构之四—全胶密封式三、组件的封装材料四、组件封装工艺流程第4章太阳能发电系统的结构4.1太阳能发电系统概述独立光伏系统独立光伏系统并网光伏系统并网光伏系统可逆流并网光伏系统不可逆流并网光伏系统4.2蓄电池1、铅酸蓄电池的结构与原理极板电解液蓄电池的工作原理蓄电池的工作原理2、铅酸蓄电池的电特性蓄电池的放电特性蓄电池的放电特性蓄电池的充电特性蓄电池的充电特性蓄电池的容量容量与放电电流的关系容量与温度荷电状态与放电深度放电速率3、蓄电池的寿命及影响因素放电深度与过充系数温度对蓄电池寿命的影响恒流充电恒压充电恒压限流充电两阶段、三阶段充电快速充电智能充电智能充电4.3控制器1、控制器的工作原理充电控制基本原理过放电保护基本原理过放电保护基本原理蓄电池剩余容量控制法蓄电池剩余容量控制法蓄电池剩余容量控制法2、控制器的分类控制器的分类控制器的分类3、几种光伏控制器的基本电路单路旁路型充放电控制器单路串联型充放电控制器过欠电压检测控制电路多路充电控制器简单实用的太阳能草坪灯电路基于单片机的光伏系统4.4逆变器1、光伏系统对逆变器的要求2、逆变器的基本原理推挽式逆变电路半桥式逆变电路单相全桥逆变电路3、光伏逆变器光伏并网系统中的逆变电路DC/DC电路控制原理偏磁检测电路DC/AC控制原理DC/AC控制原理第5章光伏系统的控制5.1基本原理5.2MPPT控制采用的DC/DC结构5.3MPPT控制的几种算法1、定电压跟踪法2、功率扰动观察法功率扰动观察法软件流程3、增量电导法增量电导法增量电导法流程图4、滞环比较法滞环比较法控制流程第6章光伏发电系统设计6.1光伏系统的容量设计独立