光伏发电是根据光生伏特效应原理,利【lì】用太阳电池将太阳光能直【zhí】接【jiē】转化为【wéi】电能。不论是【shì】独立使用还是并网发【fā】电,光伏【fú】发电系统主要由太阳电池板(组【zǔ】件)、控制器和【hé】逆变【biàn】器三大部【bù】分组成,它们主要【yào】由电子元器件构成,但不涉【shè】及机械部件【jiàn】。

一、太阳能光伏发电工作原理

太阳能光伏发电是依靠太阳能电池组件,利【lì】用【yòng】半导体材【cái】料的电子【zǐ】学特性,当太阳光照射在半导体PN结【jié】上,由【yóu】于P-N结势垒区产【chǎn】生了【le】较强的内建静电场,因【yīn】而产【chǎn】生在势垒区中的非【fēi】平【píng】衡电子【zǐ】和【hé】空穴或【huò】产生在势垒【lěi】区外但扩散进【jìn】势垒区的【de】非平衡电子和空【kōng】穴【xué】,在内建【jiàn】静电场的作用下,各自向相反方向运动【dòng】,离开势【shì】垒【lěi】区,结果使P区电势升【shēng】高,N区电势降低,从而在【zài】外电路中产生电压和电流【liú】,将光能转化成电能。

二、太阳能光伏发电系统组成

1、太阳能电池组件

一【yī】个太阳能【néng】电【diàn】池只能产【chǎn】生大约0.5V的电压【yā】,远低于实【shí】际使用所需电压。为了满【mǎn】足实际应用的需要【yào】,需要把太阳能电【diàn】池连接成组件【jiàn】。太阳能电池【chí】组件包含一定数量的太阳能【néng】电【diàn】池,这【zhè】些太阳能电池【chí】通过导线连【lián】接。如一个组【zǔ】件上,太阳【yáng】能电池的【de】数量是36片,这意味着【zhe】一个太阳能组【zǔ】件大约能产生17V的电压【yā】。

通过导线【xiàn】连接【jiē】的太阳能电池被【bèi】密封成【chéng】的【de】物理【lǐ】单元被【bèi】称为太阳【yáng】能电池组【zǔ】件,具有一定的【de】防腐、防风、防雹、防雨【yǔ】的能力,广泛应用于各【gè】个【gè】领域和系统。当应用领域需要较高的【de】电压【yā】和电流而单个组件不能满足【zú】要求时,可把多【duō】个组件组成【chéng】太阳能电池【chí】方阵,以获得所需要的电压和【hé】电流。

2、直流/交流逆变器

将直【zhí】流电变换成交流【liú】电的【de】设备【bèi】。由于太阳【yáng】能电池发出的是【shì】直流【liú】电,而一般的负载是交流负载,所以逆变器【qì】是不可缺少的。逆变器按运行方【fāng】式,可分【fèn】为独【dú】立运行逆变器【qì】和并网逆变器。独立运行【háng】逆变器用于独立运行的太阳【yáng】能【néng】电池发电系统【tǒng】,为独立负载供电。并网逆变器用于并网运行的太阳【yáng】能电池发【fā】电【diàn】系统将发出的电能馈入电【diàn】网。逆【nì】变【biàn】器【qì】按输出波形又可分为【wéi】方波【bō】逆变器和正弦波逆【nì】变【biàn】器。

3、配电室设计

由于并【bìng】网发电系统【tǒng】没【méi】有蓄电池及太阳能充放电控制器【qì】及【jí】交【jiāo】直流配电系统,因此,如果条件允许的话可以将并网【wǎng】发电系统逆变器放【fàng】在【zài】并网【wǎng】点的【de】低压配电室内,否则只要单【dān】独建一座4~6m2的低压配电室就【jiù】可以【yǐ】了。