一、太陽能光伏發電系統的主要組成
太陽能光伏發電系統主要分為兩種,一種是并網型的太陽能光伏發電系統,一種是獨立光伏發電系統。二者的區別主要在于一個需要并網,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。
陽能光伏發電系統基本組成如下: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后,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,由變壓器升壓后,接入中壓或高壓電網。
二、太陽能光伏發電系統的工作原理
太陽能光伏發電系統的工作原理如下:
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后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。
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并接上負載,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后,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,并在外電路中產生電流,從而獲得電能。
通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運行方式,主要可分為離網運行和聯網運行兩大類。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,主要應用于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。
白天,在光照條件下,太陽電池組件產生一定的電動勢,通過組件的串并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。再通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,通過逆變器的作用,將直流電轉換成 交流電,輸送到配電柜,由配電柜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運行及免遭雷擊,維護系統設備的安 全使用。太陽能→電能→化學能→電能→光能。
參考資料
合作伙伴


