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太阳能光伏发电原理你了解多少

返回列表 来源: 电力电气epe 发布日期: 2021.12.15 浏览次数:
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。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能 光伏发电系统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。
1、光伏效应
如果光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被吸收,具有足够能量的光子能够在P型硅和N型硅中将电子从共价键中激发,以致产生电子-空穴对。界面层附近的电子和空穴在复合之前,将通过空间电荷的电场作用被相互分离。电子向带正电的N区和空穴向带负电的P区运动。通过界面层的电荷分离,将在P区和N区之间产生一个向外的可测试的电压。此时可在硅片的两边加上电极并接入电压表。对晶体硅太阳能电池来说,开路电压的典型数值为0.5~0.6V。通过光照在界面层产生的电子-空穴对越多,电流越大。界面层吸收的光能越多,界面层即电池面积越大,在太阳能电池中形成的电流也越大。
2、原理
太阳光照在半导体p-n结上,形成新的空穴-电子对,在p-n结电场的作用下,空穴由n区流向p区,电子由p区流向n区,接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。
太阳能发电有两种方式,一种是光—热—电转换方式,另一种是光—电直接转换方式。
(1) 光—热—电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电,一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气,再驱动汽轮机发电。前一个过程是光—热转换过程;后一个过程是热—电转换过程,与普通的火力发电一样.太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高,估计它的投资至少要比普通火电站贵5~10倍。
(2) 光—电直接转换方式该方式是利用光电效应,将太阳辐射能直接转换成电能,光—电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件,是一个半导体光电二极管,当太阳光照到光电二极管上时,光电二极管就会把太阳的光能变成电能,产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。太阳能电池是一种大有前途的新型电源,具有永久性、清洁性和灵活性三大优点.太阳能电池寿命长,只要太阳存在,太阳能电池就可以一次投资而长期使用;与火力发电、核能发电相比,太阳能电池不会引起环境污染。
3、系统组成
光伏发电系统是由太阳能电池方阵,蓄电池组,充放电控制器,逆变器,交流配电柜,太阳跟踪控制系统等设备组成。其部分设备的作用是:
电池方阵:在有光照(无论是太阳光,还是其它发光体产生的光照)情况下,电池吸收光能,电池两端出现异号电荷的积累,即产生“光生电压”,这就是“光生伏特效应”。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。
蓄电池组:其作用是贮存太阳能电池方阵受光照时发出的电能并可随时向负载供电。太阳能电池发电对所用蓄电池组的基本要求是:a.自放电率低;b.使用寿命长;c.深放电能力强;d.充电效率高;e.少维护或免维护;f.工作温度范围宽;g.价格低廉。
控制器:是能自动防止蓄电池过充电和过放电的设备。由于蓄电池的循环充放电次数及放电深度是决定蓄电池使用寿命的重要因素,因此能控制蓄电池组过充电或过放电的充放电控制器是必不可少的设备。
逆变器:是将直流电转换成交流电的设备。由于太阳能电池和蓄电池是直流电源,而负载是交流负载时,逆变器是必不可少的。逆变器按运行方式,可分为独立运行逆变器和并网逆变器。独立运行逆变器用于独立运行的太阳能电池发电系统,为独立负载供电。并网逆变器用于并网运行的太阳能电池发电系统。逆变器按输出波型可分为方波逆变器和正弦波逆变器。方波逆变器电路简单,造价低,但谐波分量大,一般用于几百瓦以下和对谐波要求不高的系统。正弦波逆变器成本高,但可以适用于各种负载。
4、系统分类
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)独立光伏发电也叫离网光伏发电。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。独立光伏电站包括边远地区的村庄供电系统,太阳能户用电源系统,通信信号电源、阴极保护、太阳能路灯等各种带有蓄电池的可以独立运行的光伏发电系统。
(2)并网光伏发电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之后直接接入公共电网。
可以分为带蓄电池的和不带蓄电池的并网发电系统。带有蓄电池的并网发电系统具有可调度性,可以根据需要并入或退出电网,还具有备用电源的功能,当电网因故停电时可紧急供电。带有蓄电池的光伏并网发电系统常常安装在居民建筑;不带蓄电池的并网发电系统不具备可调度性和备用电源的功能,一般安装在较大型的系统上。并网光伏发电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,还没有太大发展。而分散式小型并网光伏,特别是光伏建筑一体化光伏发电,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。
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。
5、光伏发电优点
与常用的发电系统相比,太阳能光伏发电的优点主要体现在:
太阳能发电被称为最理想的新能源。
①无枯竭危险;②安全可靠,无噪声,无污染排放外,绝对干净(无公害);③不受资源分布地域的限制,可利用建筑屋面的优势;④无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电;⑤能源质量高;⑥使用者从感情上容易接受;⑦建设周期短,获取能源花费的时间短。
6、应用领域

一、用户太阳能电源:(1)小型电源10-100W不等,用于边远无电地区如高原、海岛、牧区、边防哨所等军民生活用电,如照明、电视、收录机等;(2)3-5KW家庭屋顶并网发电系统;(3)光伏水泵:解决无电地区的深水井饮用、 灌溉。
二、交通领域如航标灯、交通/铁路信号灯、交通警示/标志灯、宇翔路灯、高空障碍灯、高速公路/铁路无线电话亭、无人值守道班供电等。
三、通讯/通信领域:太阳能无人值守微波中继站、光缆维护站、广播/通讯/寻呼电源系统;农村载波电话光伏系统、小型通信机、士兵GPS供电等。
四、石油、海洋、气象领域:石油管道和水库闸门阴极保护太阳能电源系统、石油钻井平台生活及应急电源、海洋检测设备、气象/水文观测设备等
五、家庭灯具电源:如庭院灯、路灯、手提灯、野营灯、登山灯、垂钓灯、黑光灯、割胶灯、节能灯等。
六、光伏电站:10KW-50MW独立光伏电站、风光(柴)互补电站、各种大型停车厂充电站等。
七、太阳能建筑将太阳能发电与建筑材料相结合,使得未来的大型建筑实现电力自给,是未来一大发展方向。
八、其他领域包括:(1)与汽车配套:太阳能汽车/电动车、电池充电设备、汽车空调、换气扇、冷饮箱等;(2)太阳能制氢加燃料电池的再生发电系统;(3)海水淡化设备供电;(4)卫星、航天器、空间太阳能电站等

फोटो वोल्टेकिक पावर उत्पन्न है एक तकनीक है जो प्रकाश उत्पन्न को विद्युतिय उत्पन्न में सीधे रूपांतरित करता है कि अर्धा डे इस तकनीक का कुछ अवयव सौर्य कोशिका है. सौर्य कोशिका के बाद श्रेणी में मुक्त और सुरक्षित होने के लिए, सौर्य कोशिका मोड्यूल का एक बड़ा क्षेत्र बना सकता है, और फिर पावर नियंत्रण के              1. फोटो वोल्टेक प्रभाव             यदि प्रकाश सूर्य कक्ष पर आर्डेडियेट किया जाता है और इन्टरफेस स्तर पर संपूर्ण हो जाता है, तब पर्याप्त ऊर्जा के साथ फोटोनों के लिए पी किसी सिलिकोन और n- फिर संयोजन से पहले, इंटरफेस स्तर के पास इलेक्ट्रॉन्स और गोल्स एक दूसरे से एक दूसरे से विभाजन किया जाएगा जो स्थान के  इलेक्ट्रॉन्स धनात्मक चार्ज क्षेत्र में जाते हैं n क्षेत्र और गोल्स नात्मक चार्ज क्षेत्र में जाते हैं इंटरफेस तह के चार्ज विभाजन के द्वारा, बाहर परीक्षण योग्य वोल्टेज पी क्षेत्र और N क्षेत्र के बीच उत्पन्न होगा. इस समय, विद्युतियों को सिलिकोन वैफर के दोनों बाजू में जोड़ दिया जाएँ क्रिस्टालाइन सिलिकॉन सूर्य कक्षों के लिए, सामान्य खुला सर्किट वोल्टेज 0.5 ~ 0.6V है. जितने अधिक इलेक्ट्रोन खोले जोड़े जोड़े हैं जो इंटरफेस स्तर में प्रकाश द्वारा उत्पन्न हुए हैं, जितने  इंटरफेस स्तर द्वारा ज्यादा ज्यादा प्रकाश उर्जा है जो इंटरफेस स्तर का क्षेत्र बढ़ा है, जो सूर्य सेल में बनाया गया ह             2. प्रिंसिपल             The sun shines on the semiconductor p-n junction to form a new hole electron pair. Under the action of the p-n junction electric field, the hole flows from n region to p region, and the electron flows from P region to n region. After the circuit is connected, a current is formed. यह फोटोलेक्ट्रिक प्रभाव सूर्य कोशिका का काम करने वाला प्रिन्ट्रिप्ट है।             सौर्य पावर उत्पादन के दो तरीके हैं, एक प्रकाश गरम विद्युति परिवर्तन है, और दूसरा प्रकाश विद्युति सीधी परिवर्तन है।             (1) प्रकाश गर्मी विद्युति परिवर्तन मोड सूर्य रेडियेशन के द्वारा उत्पन्न होने वाले ऊर्जा के प्रयोग से विद्युति उत्पन्न करता है. सामान्य, सूर्य संग्रहि प्रथम प्रक्रिया है प्रकाश गरम परिवर्तन; अंतिम प्रक्रिया तापमान विक्रिया परिवर्तन प्रक्रिया है, जो सामान्य तापमान पावर उत्पन्न के अनुसार है. सूर्य तापमान पावर उत्पन्न का अपमान है कि उसकी कार्यक्षमता बहुत कम है और उसकी क             (2) हल्का विद्युति सीधा रूपांतरित मोड इस मोड का प्रभाव फोटोएलेक्ट्रिक प्रभाव प्रयोग करता है सूर्य रेडियेशन उर्जा को विद्य सूर्य कोशिका एक युक्ति है जो फोटो वोल्टेकिक प्रभाव के कारण सूर्य ऊर्जा को सीधे इलेक्ट्रिक उर्जा में रूपांतरित करता है. यह एक अर्ध व्यवस्थापक फोटोडाइड है. जब सूर्य फोटोडा जब कई कक्ष श्रेणी में या सामान्य से जोड़े जाते हैं, वे सामान्य बड़ी आउटपुट पावर के साथ सौर कक्ष एरे बन सकते ह सूर्य कोशिका एक वादा नया पावर प्रदान है, जिसके लिए तीन लाभ है: सदैव, शुद्धिता और धीर्मिकता है; तापमान पावर उत्पादन और नूकल पावर उत्पादन के साथ तुलना है, सौर्य कोशिका पर्यावरण प्रदूषण का कारण नहीं हो             3. तंत्र संयोजन             फोटो वोल्टेक पावर उत्पादन तंत्र सूर्य कोशिका एरे, बैटरी पैक, चार्ज डिस्चार्ज नियंत्रक, उल्टोर्टर, एसी वितरण कैबिनेट, सौर्य ट् कुछ उपकरण के फंक्शन हैं:             कक्ष एरे फोटो वोल्टाइक प्रभाव के क्रिया के अनुसार, अल्क्ट्रोमोटिव शक्ति सौर्य कोश के दोनों अंतों में उत्पन्न होता है कि प्रकाश उर् सूर्य कोशिका सामान्य सिलिकोन कोशिका हैं, जो मोनोक्रिस्टालाइन सिलिकोन सूर्य कोशिका में विभाजन हैं, पोलिक्रिस्टाला             बैटरी पैक: इसे सूर्य कक्ष एरे द्वारा उत्पन्नित विद्युतिय ऊर्जा भण्डार करने के लिए इस्तेमाल किया जाता है जब उज्ज्योत सौर सेल पावर उत्पन्न में प्रयोग किया जाता है बैटरी पैक के लिए मूल आवश्यकता है: A. कम स्वचार्ज दर; b. लंबी सेवा जीवन; c. Strong deep discharge capability; डी. उच्च चार्जिंग क्रियाशीलता; जैसे कम या कोई संरक्षण नहीं; f. चौड़ा कार्य तापमान सीमा; g. मूल्य कम है.             नियंत्रक: यह एक युक्ति है जो स्वचालित रूप से बैटरी ओवरचार्ज और डिस्चार्ज पर रोक सकता है. क्योंकि सायकल चार्ज और डिस्चार्ज समय और बैटरी की गहिराई डिस्चार्ज की महत्वपूर्ण कारण हैं कि बैटरी के सेवा जीवन को निर्धारित करते हैं, चार्ज और डिस्चार्ज निय             उलटा: एक युक्ति जो सीधा मौजूदा को वैकल्पिक मौजूदा में रूपांतरित करता है. सूर्य कोशिका और बैटरी डीसी पावर प्रदान हैं और लोड AC लोड है, उल्टोर्टर आवश्यक है. आपरेशन मोड के अनुसार, उल्टारक स्वतंत्र आपरेशन उल्टार तथा ग्रिड जुड़ा उल्टार में विभाजित हो सकता है. सौर्य सेल पावर सिस्टम के स्वातंत्र्य प्रक्रिया के लिए स्वातंत्र्य प्रक्रिया उल्टार के लिए पावर प ग्रिड जुड़े हुए उल्टोर्टर है ग्रिड जुड़े हुए प्रक्रिया के लिए सौर सेल पावर उत्पन्न तंत्र. उल्टारक आउटपुट वेल की प्रकार के अनुसार वर्ग वेल उल्टार और साइन वेल उल्टार में विभाजन किया जा सकता है. साधारण सर्किट, कम लागत, लेकिन बड़ा हार्मोनिक अवयव के लिए सामान्य वाट के नीचे सिस्टम में इसे प्रयोग किया जाता है. सामान्य रूप से  साइन वेल उल्टार्टर के लिए उच्च लागता है, लेकिन यह विभिन्न लोडों में लागू कर सकता है.             4. तंत्र वर्गीकरण             फोटो वोल्टेक पावर उत्पन्न तंत्र स्वतन्त्र फोटो वोल्टेक पावर उत्पन्न तंत्र में विभाजित है, ग्रिड जुड़े हुए फोटो वोल्टेक पा             (1) स्वतन्त्र फोटो वोल्टाइक पावर उत्पन्न भी ग्रिड फोटो वोल्टाइक पावर उत्पन्न कहता है. यह मुख्य सूर्य कक्ष मॉड्यूल, नियंत्रण तथा बैटरी के साथ बनाया जाता है. यदि आप AC लोड के लिए पावर प्रदान करना चाहते हैं, तो आपको एस स्वतन्त्र फोटो वोल्टाइक पावर स्टेशनों में गाव पावर सिस्टम दूरस्थ क्षेत्रों में, सूर्य घर पावर सिस्टम, संचार सिग्नल पावर सुरक्षा, कैटोडिक सुरक्षा, सौर             (2) Grid connected photovoltaic power generation is that the DC generated by solar modules is directly connected to the public power grid after being converted into AC meeting the requirements of the municipal power grid through the grid connected inverter.             इसे बैटरी और ग्रिड जुड़ी पावर उत्पन्न सिस्टम के साथ ग्रिड जुड़ी हुई पावर उत्पन्न सिस्टम में विभाजित संग्रह बैटरी के साथ ग्रिड जुड़े हुए पावर उत्पन्न सिस्टम शेड्यूलेबल है, जो पावर ग्रिड से आवश्यकता है या हटाया जाए सकता है. इसके पास स्टैंडबाई पावर प्रद बैटरी के साथ फोटोवोल्टाइक ग्रिड जुड़े हुए पावर उत्पन्न सिस्टम के साथ बहुत सामान्य बनाए जाते हैं ग्रिड जुड़े हुए पावर उत्पन्न सिस्टम बिना बैटरी के पास सेडियुलेबलिटी और पावर प्रदान के फंक्शन नहीं है, और सामान्य स ग्रिड जुड़े हुए फोटो वोल्टाइक पावर उत्पन्न केन्द्रित किया गया है जो सामान्य राष्ट्रीय पावर स्टेशन हैं. मुख्य विशेषता है कि उत्पन्नित ऊर्जा सीधे पावर ग हालाँकि इस प्रकार के पावर स्टेशन में बड़ी निवेश, लंबी निर्माण साइकल और बड़ी फ़ोर्ड क्षेत्र है, और बहुत से विक डेसेंट्रालाइज की छोटी स्केल ग्रिड जुड़ी फोटो वोल्टाइक, विशेषतापूर्वक फोटो वोल्टाइक इमारतों की संयोजित फोटो वोल्टाइक प्राप्ति उत्पन्न है, जो ग्रिड जु             वितरित फोटो वोल्टाइक पावर उत्पादन सिस्टम, जो भी वितरित पावर उत्पादन या वितरित पावर उत्पादन के रूप में जानता है, छोटे फोटो वोल्टाइक पावर उत्पादन सिस्टम की कॉन्फिगरेशन को या  वितरित फोटो वोल्टाइक पावर उत्पन्न सिस्टम के मूल उपकरण में फोटो वोल्टाइक सेल मॉड्यूल, फोटो वोल्टाइक एरे समर्थन, डीसी कम्बार बाक्स, डीसी वितरण कैबिनेट, ग्रिड जोड़े गए उ उसकी ऑपरेशन मोड यह है कि सौर्य रेडियेशन के स्थिति में सौर्य कोश मोड्यूल एरे के फोटोवोल्टेक पावर उत्पन्न सिस्टम के सौर्य शक्ति को आउटपुट इलेक्ट्रिकी ऊर्जा में रूपांतरित करता है और इसे डीसी के वितरण कैबिनेट             5. फोटो वोल्टाइक पावर उत्पन्न की आवृत्ति             सामान्य पावर उत्पन्न सिस्टम से तुलना है, सौर्य फोटो वोल्टोवोल्टेक पावर उत्पन्न के उपयोग में प्रतिक्रिया              सूर्य पावर उत्पादन को सबसे आदर्शिक नया ऊर्जा के रूप में जानता है।             जोड़9312वाला;निराश की जोखिली नहीं; जं931313;सुरक्षित और विश्वासित, कोई आवाज नहीं, कोई अपवित्र निकालन, पूर्णतः स्वच्छ (अपवित्र स्वच्छ) जोड़9314संसाधनों के भूगोलिक वितरण के द्वारा सीमित नहीं है, छत बनाने के लिए उपयोग किया जा सकता है; जं9315पावर उत्पन्न और इंधन उपयोग और प्रसारेशन लाइन बिना प्रदान; जं931616;उच्च ऊर्जा गुणवत्ता; जं9317उपयोक्ताओं भावनात्मक स्वीकार करने के लिए आसान हैं; ⑦ The construction period is short and the time to obtain energy is short.             6. अनुप्रयोग क्षेत्र             1,उपयोक्ता के सूर्य पावर प्रदान: (1) 10-100w से सामान्य पावर प्रदान के लिए सेनापति और सामान्य पावर बिना शक्ति के बिना दूरस्थ क्षेत्रों में प्रयोग किया जाता है, जैसे प् (2) 3-5kw घर छत ग्रिड जुड़े हुए पावर उत्पन्न सिस्टम; (3) फोटोवोल्टेक पानी पंप: विद्युति बिना क्षेत्रों में गहिरे पानी के सूव्रों के पीने और पीने को समाधान करें.             2,ट्रान्सपोर्ट के क्षेत्र में, जैसे बीकन लाइट, ट्राफिक / रेल्वेन संकेत लाइट, ट्राफिक चेतावनी / साइन लाइट, युक्सियांग स्ट्रीटी लाइट, उच्च-ऊंचाई अटकेल ला             3,कम्यूनिकेशन / संपर्क क्षेत्र: सूर्य संयोजित माइक्रोवेव रेले स्टेशन, ऑप्टिकल केबल पारदर्शन स्टेशन, ब्राडकास्ट प्रदेश कारेयर फोटो वोल्टाइक सिस्टम, छोटी संपर्क मशीन, सैनिक जीपीएस पावर प्रदान, इत्यादि.             4,पेट्रोलियम, समुद्री और मीटरोलोजिक क्षेत्र: तेल पाइपलाइन और रेक्वोरेयर गेट्स, तेल ड्रिलिंग प्लेटफ़ॉर्म के लिए कैटोडिक सूर्य पावर प्रदान सिस्टम, म             5, घराने के दीपों का पावर प्रदान: जैसे कोर्टियर्ड दीप, सड़क दीप, पोर्टेबल दीप, कैम्पिंग दीप, पहाड़ी दीप, माछा दीप, काला प्रकाश दीप, राबर काटिंग दीप, ऊर             6,फोटोवोल्टेक पावर स्टेशन: 10kw-50mw स्वतंत्र फोटोवोल्टेक पावर स्टेशन, वायु सूर्य (डिजेल) संपूर्ण पावर स्टेशन, विभिन्न बड़े प             7, सूर्य बिल्डिंग सूर्य पावर उत्पन्न को भविष्य में बड़े स्केल इमारतों के लिए स्वयं विद्युति में स्वयं प्रशापित होने के लिए सौ             8,अन्य क्षेत्रों में समाविष्ट है: (1) वाहन को समर्थन करने वाले हैं: सौर कार्ड / विक्रिया वाहन, बैटरी चार्जिंग उपकरण, स्वचालित हवा कंडि (2) सौर्य हाइड्रोजन उत्पादन और इंधन कोशिका के रिजेनेरेटिव पावर उत्पादन सिस्टम; (3) समुद्र पानी डेस्लाइनेशन उपकरण के लिए पावर प्रदान; (4) सेटेलिट, स्पेसेक्ट, स्पेस सूर्य पावर स्टेशन, इत्यादि

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