1樓：匿名使用者
太陽能光伏發電系統 太陽能光伏發電系統原理及組成
一、 光伏系統的工作原理
工作原理：白天，在光照條件下，太陽電池元件產生一定的電動勢，通過元件的串並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，輸送到配電櫃，由配電櫃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，以保護系統裝置的過負載執行及免遭雷擊，維護系統裝置的安全使用。
二、 光伏系統的組成
光伏系統是由太陽能電池方陣，蓄電池組，充放電控制器，逆變器，交流配電櫃等裝置組成。其各部分裝置的作用是：
⑴太陽能電池方陣：在有光照（無論是太陽光，還是其它發光體產生的光照）情況下，電池吸收光能，電池兩端出現異號電荷的積累，即產生"光生電壓"，這就是"光生伏打效應"。在光生伏打效應的作用下，太陽能電池的兩端產生電動勢，將光能轉換成電能，是能量轉換的器件。
太陽能電池一般為矽電池，分為單晶矽太陽能電池，多晶矽太陽能電池和非晶矽太陽能電池三種。
⑵蓄電池組：其作用是貯存太陽能電池方陣受光照時發出的電能並可隨時向負載供電。太陽能電池發電對所用蓄電池組的基本要求是：
a.自放電率低；b.使用壽命長；c.
深放電能力強；d.充電效率高；e.少維護或免維護；f.
工作溫度範圍寬；g.**低廉。目前我國與太陽能發電系統配套使用的蓄電池主要是鉛酸蓄電池和鎘鎳蓄電池。
配套200ah以上的鉛酸蓄電池，一般選用固定式或工業密封式免維護鉛酸蓄電池，每隻蓄電池的額定電壓為2vdc；配套200ah以下的鉛酸蓄電池，一般選用小型密封免維護鉛酸蓄電池，每隻蓄電池的額定電壓為12vdc。
⑶充放電控制器：是能自動防止蓄電池過充電和過放電的裝置。由於蓄電池的迴圈充放電次數及放電深度是決定蓄電池使用壽命的重要因素，因此能控制蓄電池組過充電或過放電的充放電控制器是必不可少的裝置。
⑷逆變器：是將直流電轉換成交流電的裝置。由於太陽能電池和蓄電池是直流電源，而負載是交流負載時，逆變器是必不可少的。
逆變器按執行方式，可分為獨立執行逆變器和併網逆變器。獨立執行逆變器用於獨立執行的太陽能電池發電系統，為獨立負載供電。併網逆變器用於併網執行的太陽能電池發電系統。
逆變器按輸出波型可分為方波逆變器和正弦波逆變器。方波逆變器電路簡單，造價低，但諧波分量大，一般用於幾百瓦以下和對諧波要求不高的系統。正弦波逆變器成本高，但可以適用於各種負載。
逆變器工作原理圖
逆變器保護功能：
a、 過載保護；b、短路保護；c、接反保護；d、欠壓保護；e、過壓保護；f、過熱保護。
⑸交流配電櫃：其在電站系統的主要作用是對備用逆變器的切換功能，保證系統的正常供電，同時還有對線路電能的計量。
中國光伏裝置發展機遇
依靠中國半導體裝置行業數十年來的技術積累，通過和一流光伏電池企業的深度合作，經過連續多年的不懈努力，中國光伏裝置企業已基本具備太陽能電池製造裝置的整線裝備能力。在目前國產裝置及進口裝置混搭的主流建線方案中，國產裝置在數量上已佔多數。
目前，中國光伏裝置企業從矽材料生產、矽片加工到太陽能電池晶片的生產以及相應的純水製備、環保處理、淨化工程的建設，已經初步具備成套**能力，部分產品如擴散爐、等離子刻蝕機、單晶爐、多晶鑄錠爐等開始少量出口，可提供10種太陽能電池大生產線裝置中的8種，其中有6種（擴散爐、等離子刻蝕機、清洗/制絨機、石英管清洗機、低溫烘乾爐）已在國內生產線上佔據主導地位，2種（管式pecvd、快速燒結爐）與進口裝置並存但份額正逐步增大。此外，全自動絲網印刷機、自動分揀機、平板式pecvd則完全依賴進口。元件生產用的層壓機、太陽能模擬器等在行業獲得廣泛應用。
矽材料加工裝置中單晶爐以優良的價效比佔據了國內市場的絕對統治地位並批量出口亞洲，多線切割機已取得突破，多晶矽鑄錠爐已經開始大量在國內企業中使用。
根據業內前十名的發展規劃，至2023年，中國將再增加3000mw以上的生產能力。即使採用目前成熟的國產裝置和進口裝置混合搭配的國內主流配置方案，也至少為裝置廠家提供了36億元的市場。若以全進口裝置計算，則需裝置投資84億元。
這一切為光伏裝置企業的發展提供了極好的發展機遇。
提升國產裝置的技術水平，強化已有產品的價效比優勢，提供更快捷更優質的技術服務，加快研發國產空白產品，儘早提供國產裝備的整套解決方案是國內太陽能裝備廠家的努力方向
2樓：旅行箱摯友
太陽能發電比市電貴的多，這個系統造價大概10萬左右
面積25平米左右，設計壽命20年
太陽能光伏發電的優缺點
3樓：華夏能源網
太陽能光伏發電發電過程簡單，沒有機械轉動部件，不消耗燃料，不排放包括溫室氣體在內的任何物質，無噪聲、無汙染；太陽能資源分佈廣泛且取之不盡、用之不竭。因此，與風力發電、生物質能發電和核電等新型發電技術相比，光伏發電是一種最具可持續發展理想特徵(最豐富的資源和最潔淨的發電過程)的可再生能源發電技術，具有以下主要優點：
①太陽能資源取之不盡，用之不竭，照射到地球上的太陽能要比人類目前消耗的能量大6000倍。而且太陽能在地球上分佈廣泛，只要有光照的地方就可以使用光伏發電系統，不受地域、海拔等因素的限制。
②太陽能資源隨處可得，可就近供電，不必長距離輸送，避免了長距離輸電線路所造成的電能損失。
③光伏發電的能量轉換過程簡單，是直接從光能到電能的轉換，沒有中間過程(如熱能轉換為機械能、機械能轉換為電磁能等)和機械運動，不存在機械磨損。根據熱力學分析，光伏發電具有很高的理論發電效率，可達80％以上，技術開發潛力巨大。
④光伏發電本身不使用燃料，不排放包括溫室氣體和其它廢氣在內的任何物質，不汙染空氣，不產生噪聲，對環境友好，不會遭受能源危機或燃料市場不穩定而造成的衝擊，是真正綠色環保的新型可再生能源。
⑤光伏發電過程不需要冷卻水，可以安裝在沒有水的荒漠戈壁上。光伏發電還可以很方便地與建築物結合，構成光伏建築一體化發電系統，不需要單獨佔地，可節省寶貴的土地資源。
⑥光伏發電無機械傳動部件，操作、維護簡單，執行穩定可靠。一套光伏發電系統只要有太陽能電池元件就能發電，加之自動控制技術的廣泛採用，基本上可實現無人值守，維護成本低。
⑦光伏發電系統工作效能穩定可靠，使用壽命長(30年以上)，如2023年建設的10kw民用光伏電站，原址是在距離蘭州市40公里左右的村莊，當時國內的光伏行業發展並不完善，在這個偏遠地區建設光伏電站是因為該地區國家電網基礎設施不完善，榆中地區很多偏遠的鄉村雖然用電量不大，但是還是沒有通電，這個光伏電站為附近的村莊帶去了光明。晶體矽太陽能電池壽命可長達20～35年。在光伏發電系統中，只要設計合理、選型適當，蓄電池的壽命也可長達10～15年。
⑧太陽能電池元件結構簡單，體積小、重量輕，便於運輸和安裝。光伏發電系統建設週期短，而且根據用電負荷容量可大可小，方便靈活，極易組合、擴容。
太陽能電池是一種大有前途的新型電源，具有永久性、清潔性和靈活性三大優點。太陽能光伏發電與火力發電、核能發電相比，太陽能電池不會引起環境汙染；太陽能電池可以大中小並舉，大到百萬千瓦的中型電站，小到只供一戶用電的獨立太陽能發電系統，這些特點是其他電源無法比擬的。
太陽能光伏發電缺點如下：
①能量密度低。儘管太陽投向地球的能量總和極其巨大，但由於地球表面積也很大，而且地球表面大部分被海洋覆蓋，真正能夠到達陸地表面的太陽能只有到達地球範圍太陽輻射能量的10％左右，致使在陸地單位面積上能夠直接獲得的太陽能量較少。通常以太陽輻照度來表示，地球表面輻照度最高值約為1.
2kw／㎡，且絕大多數地區和大多數日照時間內都低於1kw／㎡。太陽能的利用實際上是低密度能量的收集、利用。
②佔地面積大。由於太陽能能量密度低，這就使得光伏發電系統的佔地面積會很大，每10kw光伏發電功率佔地約需100㎡，平均每平方米麵積發電功率為100w。隨著光伏建築一體化發電技術的成熟和發展，越來越多的光伏發電系統可以利用建築物、構築物的屋頂和立面，將逐漸克服光伏發電佔地面積大的不足。
這一缺點會隨著技術的提高逐漸淡化。
③轉換效率低。光伏發電的最基本單元是太陽能電池元件。光伏發電的轉換效率指光能轉換為電能的比率。
目前晶體矽光伏電池轉換效率最高為26.3%，非晶體矽光伏電池在光的不斷照射下會發生所謂staebler-wronski效應，光電轉化效率會下降到原來的25%。由於光電轉換效率太低，從而使光伏發電功率密度低，難以形成高功率發電系統。
因此，太陽能電池的轉換效率低是阻礙光伏發電大面積推廣的瓶頸。
④間歇性工作。在地球表面，光伏發電系統只能在白天發電，晚上不能發電，除非在太空中沒有晝夜之分的情況下，太陽能電池才可以連續發電，這與人們的用電需求不符。
⑤受氣候環境因素影響大。太陽能光伏發電的能源直接**於太陽光的照射，而地球表面上的太陽照射受氣候的影響很大，長期的雨雪天、陰天、霧天甚至雲層的變化都會嚴重影響系統的發電狀態。另外，環境因素的影響也很大，比較突出的一點是，空氣中的顆粒物(如灰塵)等沉落在太陽能電池元件的表面，阻擋了部分光線的照射，這樣會使電池元件轉換效率降低，從而造成發電量減少甚至電池板的損壞。
⑥地域依賴性強。地理位置不同，氣候不同，使各地區日照資源相差很大。光伏發電系統只有應用在太陽能資源豐富的地區，其效果才會好。
⑦系統成本高。由於太陽能光伏發電的效率較低，到目前為止，光伏發電的成本仍然是其他常規發電方式(如火力和水力發電)的幾倍，這是制約其廣泛應用的最主要因素。
⑧晶體矽電池的製造過程高汙染、高能耗。晶體矽電池的主要原料是純淨的矽。矽是地球上含量僅次於氧的元素，主要存在形式是沙子(sio2)。
從矽砂一步步變成純度為99.9999％以上的晶體矽，要經過多道化學和物理工序的處理，不僅要消耗大量能源，還會造成一定的環境汙染。
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