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太阳能光伏发电基本原理

作者:admin发布时间:2020-11-26 02:16

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  太阳能光伏发电基本原理 1. 太阳能光伏发电系统的组成 太阳能光伏发电系统主要由太阳能光伏电池组,光伏系统电池控制器,蓄电池和 交直流逆变器是其主要部件。其中的 核心元件是光伏电池组和控制器。各部件在 系统中的作用是: 光伏电池:光电转换。 控制器:作用于整个系统的过程控制。光伏发电系统中使用的控制器类型很多, 如 2 点式控制器,多路顺序控制器 、智能控制器、大功率跟踪充电控制器等,我国目 前使用的大都是简单设计的控制器,智能型控制器仅用于通信系统 和较大型的光伏 电站。 蓄电池:蓄电池是光伏发电系统中的关键部件,用于存储从光伏电池转换来的电 力。目前我国还没有用于光伏系统 的专用蓄电池,而是使用常规的铅酸蓄电池。 交直流逆变器:由于它的功能是交直流转换,因此这个部件最重要的指标是可靠 性和转换效率。并网逆变器采用最 大功率跟踪技术,最大限度地把光伏电池转换的 电能送入电网。 2.太阳能光伏电池板: 太阳能电池主要使用单晶硅为材料。用单晶硅做成类似二极管中的 P-N 结。 工作原理和二极管类似。只不过在二极 管中,推动 P-N 结空穴和电子运动的是外部 电场,而在太阳能电池中推动和影响 P-N 结空穴和电子运动的是太阳光子 和光辐射 热(*。也就是通常所说的光生伏特效应原理。目前光电转换的效率,也就是光伏电 池效率大约是单晶硅 1 3%-15%,多晶硅 11%-13%。目前最新的技术还包括光伏薄膜 电池。 1839 年,法国物理学家 A.E.Becquerel 在实验室中发现液体的光生伏特效应(由 光照射在液体蓄电池的金属电极板 上使得蓄电池电路中的伏特表产生微弱变化至 今,在所有能找到的材料中,由单晶硅做成的 P-N 结光伏电池是光电 转换效率最高的 材料。 3.太阳能光伏发电系统的分类: 目前太阳能光伏发电系统大致可分为三类,离网光伏蓄电系统,光伏并网发电系 统及前两者混合系统。 A 离网光伏蓄电系统。这是一种常见的太阳能应用方式。在国内外应用已有若 干年。系统比较简单,而且适应性 广。只因其一系列种类蓄电池的体积偏大和维护 困难而限制了使用范围。 B 光伏并网发电系统,当用电负荷较大时,太阳能电力不足就向市电购电。而负 荷较小时,或用不完电力时,就 可将多余的电力卖给市电。在背靠电网的前提下,该系 统省掉了蓄电池,从而扩张了使用的范围和灵活性,并降低了 造价。 CA, B 两者混合系统,这是介于上述两个方之间的系统。该方案有较强的适应 性,例如可以根据电网的峰谷电价 来调整自身的发电策略。但是其造价和运行成本 较上述两种方案高。 光伏产业投资焦点应集中在薄膜光伏电池领域 新能源板块短期面临估值偏高的窘境全球光伏产业维持热络,薄膜光伏电池地 位崛起 根据 Solarbuzz 最新数据,07 年全球光伏系统装置容量达 2826MW,较 06 年大增 62%,其中德国 07 年光伏系统 装置容量达 1328MW(占比高达 47%占居第一位,增速为 38%,其次是西班牙的 640MW(占比达 23%,增速为 480%,美 国为 220MW(占比为 8%,增速为 57%,日本市 场占比持续下降,07 年装置容量仅 230MW(占比 8%,衰退了 22%。 07 年全球太阳能 电池产量达到 3436MW,较 06 年增长了 56%,中国厂商 07 年市占率由 06 年的 20% 提升至 35%,而日本 厂商市占率则由 06 年的 39%下滑至 26%,日本厂商市占率下滑 除了受到上游硅料供应吃紧及日本本土市场光伏系统装 置容量下降等因素影响之外,日系厂商开始布局下一世代薄膜太阳能电池领域 发展也有相当大的关系。 07 年薄膜太阳能电池产量(包括 a-Si、μc-Si、CdTe、CIGS 等技术增速持续超 越整体产业,07 年薄膜太阳能 电池产量达到 400MW,较 06 年的 181MW 大幅增长了 120%,07 年薄膜太阳能 电池市占率由 06 年的 8.2%提升至 07 年的 12 %,在上游硅料供应持续吃紧下,薄膜 太阳能电池透过电池转换效率进一步提升以及大面积生产的成本优势,其市占 率有 进一步提升空间。 投资焦点应转往薄膜光伏电池领域做发掘 目前晶体硅光伏电池产业呈现上肥下瘦的状况,中下游电池模块厂利润率持续 萎缩,更多的光伏电池厂已 转往发展薄膜光伏电池技术,目前国内厂商在上游硅料的扩充计划未来将面临 较大的产能去化疑虑,我们建议光伏产 业投资焦点应该转往薄膜电池领域去做发掘, 我们目前看好孚日股份(002083.SZ, Rmb14.58,未评级的 CIGSSe 光伏电池项目。 电子科技集团第十八所解密“神七”太阳能电池阵 “每当飞船发射进入到星箭分离状态时,我与同事们的心都会?提到嗓子眼儿?,耳 朵支棱着,直到听见指挥控制 室传来?电池帆板展开!工作正常?的口令,才大出一口气, 然后抱在一起跳着欢呼着,那个喜庆劲儿没吗能比。” 在中国电子科技集团公司第十 八所一间简陋的办公室里,空间总体室主任、航天电源系统专家韩振森绘声绘色地 向记 者描述他们与神舟号系列飞船的不解之缘,话语中包含着一种至爱深情。 从第一颗人造地球卫星到今天的神舟七号飞船,十八所一直担负尖端科研项目 ——太阳能电池阵的研制生产装配, 为中国步入航天强国制造着源源动力。 电池之于飞船,好比血液之于人 十八所主要负责飞船的电力系统,在载人航天工程七大系统中,它是飞船系统的 分系统。“它的要害程度怎么说都 不过分,就好比人的血液,这个系统不灵,飞船就飞 不动。”从事二十多年电池科研工作的韩振森一直试图以通俗的 语言,讲解艰深的技 术名词。 从“神舟”一号到“神舟”七号,十八所共为“神舟”飞船生产和提供了 80 块太阳能 电池板。这些电池板在飞船进入 轨道后展开,像一双翅膀,保证飞船正常飞行。这双 翅膀在太阳角计、光敏传感器的自动调节下,始终跟着太阳走, “无论飞船飞行姿态 吗样儿,这双翅膀都与太阳保持垂直角,让光直射到电池

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