太阳能光伏发电系统原理与应用技术_太阳能光伏发电系统

1.光伏屋顶发电系统的组成有哪些

2.什么叫光伏？

3.太阳能光伏发电对人体有影响吗

4.太阳能光伏发电系统有哪些优缺点

5.光伏发电优点有哪些

6.太阳能光伏发电系统的系统分类

1、光伏组件（太阳能光伏板）：将一定数量的单片电池用串、并联的方式密封成太阳电池组件，组件封装质量的好坏决定了太阳电池组件的使用寿命及可靠性。组件需要定期维护清洁，提高光电转化效率。

2、逆变器：组件产生的电流是直流电流，需要转化为交流电使用，逆变器所做的就是这一功能。逆变器可分为单相、三相等，需要跟实际的组件发电功率相匹配，一般三相的功率大于单相，如你安装了15KW的组件，对应安装一个17KW的三相逆变器。

光伏发电的好处：

光伏发电全产业链的清洁低碳更是让这种修复效应得到了进一步放大。

随着技术不断进步，电池、组件生产与电站施工所消耗的能量已经越来越低，每瓦只要1.3kWh左右。也就是说，在陕北这样光照充足的地区，只要一年左右，就能产生足够的清洁电力“抵消”前期能耗，之后二十多年不断为低碳可持续发展做出贡献。

光伏屋顶发电系统的组成有哪些

光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。这种技术的关键元件是太阳能电池。

太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。不论是独立使用还是并网发电，光伏发电系统主要由太阳电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，它们主要由电子元器件构成，不涉及机械部件。

原理

光伏发电，其基本原理就是"光伏效应"。光子照射到金属上时，它的能量可以被金属中某个电子吸收，电子吸收的能量足够大，能克服金属内部引力做功，离开金属表面逃逸出来，成为光光伏发电原理图电子。

白天用高能vcz晶体发电板和太阳光互感对接和全天候24小时接收风能发电互补，通过全自动接收转换柜接收，直接满足所有家电用电需求。

并通过国家信息产业化学物理电源产品质量监督检验中心检测合格。

光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。它首先是由光子（光波）转化为电子、光能量转化为电能量的过程；其次，是形成电压过程。有了电压，就像筑高了大坝，如果两者之间连通，就会形成电流的回路。

光伏发电的主要原理是半导体的光电效应。硅原子有4个电子，如果在纯硅中掺入有5个电子的原子如磷原子，就成为N型半导体；若在纯硅中掺入有3个电子的原子如硼原子，形成P型半导体。当P型和N型结合在一起时，接触面就会形成电势差，成为太阳能电池。

当太阳光照射到P-N结后，空穴由N极区往P极区移动，电子由P极区向N极区移动，形成电流。

多晶硅经过铸锭、破锭、切片等程序后，制作成待加工的硅片。在硅片上掺杂和扩散微量的硼、磷等，就形成P-N结。然后用丝网印刷，将精配好的银浆印在硅片上做成栅线，经过烧结，同时制成背电极，并在有栅线的面涂一层防反射涂层，电池片就至此制成。

电池片排列组合成电池组件，就组成了大的电路板。一般在组件四周包铝框，正面覆盖玻璃，反面安装电极。

有了电池组件和其他设备，就可以组成发电系统。为了将直流电转化交流电，需要安装电流转换器。发电后可用蓄电池存储，也可输入公共电网。

什么叫光伏？

摘要：光伏发电系统通常由光伏方阵、蓄电池组、蓄电池控制器、逆变器、交流配电柜和太阳跟踪控制系统等设备组成：高倍聚光光伏系统（HCPV）还包括聚光部分。很多人担心光伏屋顶发电对人体有害，其实不然，经科学测定，太阳能光伏发电系统的电磁环境低于各项指标的限值。具体的光伏屋顶发电系统的组成有哪些以及光伏屋顶发电对人体有害吗，咱们接着往下瞧瞧吧！一、光伏屋顶发电系统的组成有哪些

光伏发电系统由太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池组成。如果输出电源为交流220V或110V，还需要配置逆变器。

1、太阳能电池板

太阳能电池板是光伏发电系统中的核心部分，也是光伏发电系统中价值比较高的部分。其作用是将太阳的辐射能转换为电能，可以送往蓄电池中存储起来，也可以推动负载工作。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、太阳能控制器

太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的太阳能控制器还应具备温度补偿功能。其它附加功能如光控开关、时控开关都应当是太阳能控制器应该具备的功能。

3、蓄电池

一般为铅酸电池，在小型系统中也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。由于光伏发电系统的输入能量极不稳定，所以一般需要配置蓄电池系统才能工作。其作用是在有光照时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。

4、逆变器

在许多场合，都需要提供220VAC、110VAC的交流电源。由于太阳能的直接输出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。为能向220VAC的电器提供电能，需要将光伏发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此便需要使用DC-AC逆变器。在某些场合，需要使用多种电压的负载时，也要用到DC-DC逆变器，如将24VDC的电能转换成5VDC的电能。

二、光伏屋顶发电对人体有害吗

屋顶光伏发电对人没有危害。

光伏发电技术对人体是没有什么害处的。他取的是太阳能板来收集太阳的，能量转化为电能的一种清洁能源。使用过程中的话，不存在对人体有害的成分。但如果说发生损伤破裂，那么里边的成分的话就会对身体有一点点的危害。

光伏电站在把太阳能转化为电能的过程中，不会产生任何的电磁辐射，只有把直流电转换为交流电的时候才会产生少量电磁辐射，且低于常用家用电器。

经科学测定，太阳能光伏发电系统的电磁环境低于各项指标的限值。在工频段，太阳能光伏发电系统电磁环境甚至低于正常使用的常用家用电器时产生的量值，不会对人身健康产生影响。

太阳能光伏发电对人体有影响吗

光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。主要由太阳电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，主要部件由电子元器件构成。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。

在光生伏特效应的作用下，太阳能电池的两端产生电动势，将光能转换成电能，是能量转换的器件。太阳能电池一般为硅电池，分为单晶硅太阳能电池，多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池三种。

光伏注意事项

长时间运行的光伏发电系统，面板积尘对其影响不可小觑。面板表面的灰尘具有反射、散射和吸收太阳辐射的作用，可降低太阳的透过率，造成面板接收到的太阳辐射减少，输出功率也随之减小，其作用与灰尘累积厚度成正比。

此外，因为灰尘吸收太阳辐射可使光伏面板升温，并且灰尘中含有一些腐蚀性的化学成分，这也使其光电转换效率降低。

太阳能光伏发电系统有哪些优缺点

我了解的太阳能光伏发电对人体没有危害。光伏发电系统是根据光产生伏打效应原理将太阳能转换为电能，无污染、无辐射，逆变器、配电柜等电子器件都通过EMC（电磁兼容性）测试，所以对人体没有危害。但是光伏发电过程中有可能会产生一定的光污染，光污染可能会对人体的健康造成一定的刺激，在日常的生活中一定要做好身体的防护措施，避免直接受到光污染。

光伏发电优点有哪些

照射在地球上的太阳能非常巨大，大约40min照射在地球上的太阳能，便足以供全球人类一年能量的消费。可以说，太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源，而且太阳能发电绝对干净，不产生公害，所以太阳能被誉为理想的能源。

（1）太阳能发电的优点

从太阳能获得电力，需通过太阳能电池进行光电变换来实现。它同以往其他电源发电原理完全不同，具有以下特点：

①无枯竭危险。

②绝对干净（无公害）。

③不受分布地域的限制。

④可在用电处就近发电。

⑤能源质量高。

⑥使用者从感情上容易接受。

⑦获取能源花费的时间短。

不足之处是：

①照射的能量分布密度小，即要占用巨大面积。

②获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。

但总的说来，瑕不掩瑜，作为新能源，太阳能具有极大优点，因此受到世界各国的重视。

（2）太阳能发电存在的问题

太阳能光伏发电还存在一些有待攻克的“弱点”。它的主要问题有以下几个方面。

①光电转化率很低。根据太阳能发电的基本原理，太阳光电池主要功能是将光能转换成电能，称之为光伏效应。这就使得我们在选取太阳能电池板原材料的时候，必须充分了解太阳光谱成分及其能量分布状况，必须考虑到材料的光导效应及如何产生内部电场，不仅要考虑材料的吸光效果，还要考虑它的光导效果。从目前太阳能发电的情况来看，即使用目前最高效的材料进行光电转换，效率仍然很低，材料的选取仍旧是个有待提高的突破点。目前太阳能电池光电转化效率一般为10%～15%，因此，如何提高太阳能光伏发电的转换效率是我国及世界有关研究组织一直以来科技攻关的难题。

②光伏电池生产过程中存在高污染。从目前的实际状况来看，以单晶硅或多晶硅为主要原料的太阳能电池板正越来越多地点缀于城市建筑的屋顶、墙壁，成为一座座所谓“清洁无污染”的太阳能电站。然而，在这种被称为“绿色电站”的身后，却“隐藏”着一系列高能耗、高污染的生产过程。即使作为第三代太阳能电池的染料敏化电池来说，虽然它最大吸引力在于廉价的原材料和简单的制作工艺。据科学家估算，它的成本仅相当于硅电池板的1/10。但是此类电池的效率随面积放大而降低。这一点又与太阳能发电需要充足的日照和广域的面积相矛盾。

③所需光照受天气影响较大。太阳能发电所需的必要条件是光照指数，如果在阳光不太充足的多云天气或雨雪天气里，太阳光伏效应转换的效率会大幅度降低，难以满足向用电系统连续供电。

④光伏发电成本过高。在太阳能电池中硅系太阳能电池无疑是发展最成熟的，但其成本居高不下，远不能满足大规模推广应用的要求。最近，SunPower（美国加州）公司研制的太阳能电池板效率达到22%，尽管其光电转化效率非常可观，但由于受原料价格和提纯工艺的限制，发电成本过高。所以太阳能发电系统仍需要人们不断地探索与完善。

太阳能光伏发电系统的系统分类

光伏发电（太阳能发电）具有以下几个主要优点：

1、可再生能源：太阳能是一种可再生能源，太阳光的来源是无限的，因此光伏发电系统可以持续不断地产生电能，不会消耗地球上的有限。

2、环保和清洁：光伏发电不会产生排放物和污染物，不会释放二氧化碳等温室气体和其他有害物质，对大气质量和环境的影响很小，有助于减少全球暖化和空气污染问题。

3、分布式发电：光伏发电可以实现分布式发电，即在接近电力使用点的地方就近发电，减少输电损耗和电网压力，提高能源利用效率。

4、长寿命和可靠性：光伏发电系统的组件主要是太阳能电池板，具有较长的寿命，一般可达25年以上。太阳能电池板没有运动部件，不易损坏，具有较高的可靠性和稳定性。

5、维护成本低：光伏发电系统的维护成本相对较低，一旦安装完成，几乎不需要额外的燃料或运营费用，只需定期清洁和检查系统的工作状态即可。

6、多样性和灵活性：光伏发电系统可以根据需求进行规模化安装，从小型屋顶安装到大型光伏电站，灵活适应各种用电需求和场景。

总的来说，光伏发电的优点包括可再生能源、环保清洁、分布式发电、长寿命可靠性、低维护成本以及多样性和灵活性。这些优点使得光伏发电成为可持续发展和能源转型的重要组成部分。

太阳能光伏发电系统分为独立光伏发电系统、并网光伏发电系统及分布式光伏发电系统：

1、独立光伏发电系统也叫离网光伏发电系统。主要由太阳能电池组件、控制器、蓄电池组成，若要为交流负载供电，还需要配置交流逆变器。

2、并网光伏发电系统就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电这后直接接入公共电网。并网光伏发电系统有集中式大型并网光伏电站一般都是国家级电站，主要特点是将所发电能直接输送到电网，由电网统一调配向用户供电。但这种电站投资大、建设周期长、占地面积大，发展难度较大。而分散式小型并网光伏系统，特别是光伏建筑一体化发电系统，由于投资小、建设快、占地面积小、政策支持力度大等优点，是并网光伏发电的主流。

3、分布式光伏发电系统，又称分散式发电或分布式供能，是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电供电系统，以满足特定用户的需求，支持现存配电网的经济运行，或者同时满足这两个方面的要求。　　分布式光伏发电系统的基本设备包括光伏电池组件、光伏方阵支架、直流汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜等设备，另外还有供电系统监控装置和环境监测装置。其运行模式是在有太阳辐射的条件下，光伏发电系统的太阳能电池组件阵列将太阳能转换输出的电能，经过直流汇流箱集中送入直流配电柜，由并网逆变器逆变成交流电供给建筑自身负载，多余或不足的电力通过联接电网来调节。