光伏发电是根据光生伏特效应原理【lǐ】,利用太阳电池将太阳光能直接转【zhuǎn】化【huà】为电【diàn】能。不论【lùn】是【shì】独【dú】立使用【yòng】还是并网发电,光伏发电系统主要由太阳电池板【bǎn】(组件【jiàn】)、控制器和逆变器三大部分【fèn】组成,它们主要【yào】由【yóu】电子元【yuán】器件构成,但不涉及机【jī】械部【bù】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【zǔ】件,利用半导体材【cái】料的电子学特性,当太阳光照射在半导体【tǐ】PN结上,由于P-N结势【shì】垒区产【chǎn】生了较强的内【nèi】建静【jìng】电场,因而【ér】产生在势【shì】垒【lěi】区中的非平【píng】衡电子和空穴或产生在【zài】势垒区外【wài】但扩散进势垒【lěi】区的非【fēi】平衡电子【zǐ】和【hé】空穴,在内建【jiàn】静电场的作用下【xià】,各【gè】自【zì】向相反方向运动,离开势垒区,结果【guǒ】使P区电势【shì】升高,N区电势降低,从而在外电路中产生电【diàn】压和【hé】电流,将光能【néng】转化【huà】成电能【néng】。

二、太阳能光伏发电系统组成

1、太阳能电池组件

一个太阳能电池只能产生【shēng】大约0.5V的【de】电压,远低于【yú】实际使【shǐ】用所需电【diàn】压。为【wéi】了【le】满足实【shí】际应用的需要【yào】,需【xū】要把太阳能电池【chí】连接成组件。太阳【yáng】能电池组【zǔ】件包含一定【dìng】数【shù】量的太阳能电池,这些太【tài】阳能【néng】电池通过导线连接。如一个组件上,太阳能【néng】电池的数量是【shì】36片,这意味着【zhe】一【yī】个【gè】太阳能组件大约能产生【shēng】17V的【de】电压。

通过导线连【lián】接的太阳能电【diàn】池【chí】被密封成【chéng】的物理单元被称为太阳能电【diàn】池组件,具有【yǒu】一定的防【fáng】腐、防风、防雹、防雨的能力,广【guǎng】泛应用于【yú】各个【gè】领域和系统。当【dāng】应用【yòng】领【lǐng】域需要【yào】较高的电压和电流而单个【gè】组件不能满足要求时,可把多个组件组成太阳能【néng】电【diàn】池方阵,以获得【dé】所需【xū】要【yào】的电压和电流。

2、直流/交流逆变器

将直流电变【biàn】换成交流电的设【shè】备。由于太阳能电池发出的是【shì】直流【liú】电,而一般【bān】的【de】负载【zǎi】是交流【liú】负载【zǎi】,所以逆变器是不可缺【quē】少的。逆变器按【àn】运行【háng】方式,可【kě】分【fèn】为独立运行【háng】逆变器和并【bìng】网【wǎng】逆变器。独立运行逆变器用【yòng】于独立【lì】运行的太阳能电池发电系统,为独立负载供【gòng】电。并网逆变器用于并网运【yùn】行的太阳能电池【chí】发【fā】电系统【tǒng】将发出的电能【néng】馈入电网。逆变器按输出【chū】波形又可分【fèn】为【wéi】方波逆变器和正弦波【bō】逆变器。

3、配电室设计

由于并网发电系统没有蓄电池及太阳【yáng】能充放电控【kòng】制器及交直【zhí】流配电系统【tǒng】,因此,如果条件允许的【de】话可以将【jiāng】并网【wǎng】发电系统逆变【biàn】器【qì】放【fàng】在并网点的低压配电室内【nèi】,否则只【zhī】要单独建【jiàn】一座4~6m2的低【dī】压【yā】配电【diàn】室就可以了。