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認(rèn)識(shí)光伏發(fā)電

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光伏發(fā)電的認(rèn)識(shí)
					
   光伏發(fā)電的認(rèn)識(shí)
一、我國(guó)的太陽(yáng)能資源
二、光伏系統(tǒng)的組成
三、光伏發(fā)電原理
四、電池板的分類
五、安裝過(guò)程
六、預(yù)計(jì)年發(fā)電量
七、國(guó)外工程圖片
一、我國(guó)的太陽(yáng)能資源
我國(guó)太陽(yáng)能資源
我國(guó)太陽(yáng)能資源十分豐富
二、光伏系統(tǒng)組成
光伏系統(tǒng)組成
光伏系統(tǒng)組成
獨(dú)立系統(tǒng)
離網(wǎng)系統(tǒng)：

1、光伏組件

2、集線箱

3、控制器

4、蓄電池

5、逆變器
獨(dú)立系統(tǒng)
并網(wǎng)系統(tǒng)

1、光伏組件

2、集線箱

3、逆變器

4、并網(wǎng)裝置
并網(wǎng)系統(tǒng)
光伏水泵

1、光伏組件

2、光伏水泵 
      控制器

3、蓄電池

4、直流泵
   （交流泵）
光伏水泵
系統(tǒng)電氣設(shè)備選型：

1、選用合適規(guī)格和發(fā)電效率的太陽(yáng)能電池板

2、匹配的控制器、逆變器

3、電氣選型（線纜、線槽、斷路器等）

4、柜體（集線箱、并網(wǎng)柜）

5、控制裝置（逆功率、監(jiān)控系統(tǒng)）

6、防雷設(shè)施
三、光伏發(fā)電原理
光伏發(fā)電原理
太陽(yáng)能利用——光伏發(fā)電
      光伏效應(yīng)（光生伏特效應(yīng)）——把光能直接轉(zhuǎn)換為電能。
圖 PN結(jié)和光生伏特效應(yīng)
①太陽(yáng)能電池吸收一定能量的光子后，半導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生電子、空穴對(duì)，稱為“光生載流子”，兩者的電性相反，電子帶負(fù)電，空穴帶正電；
②電性相反的光生載流子被半導(dǎo)體p－n 結(jié)所產(chǎn)生的靜電場(chǎng)分離開；
③光生載流子電子和空穴分別被太陽(yáng)能電池的正、負(fù)極所收集，并在外電路中產(chǎn)生電流，從而獲得電能。
四、電池板的分類
電池板的分類
太陽(yáng)能電池的種類
從材料來(lái)區(qū)分
      硅太陽(yáng)能電池：
          單晶硅、多晶硅、非晶硅、微晶硅

其他太陽(yáng)能電池：
          砷化鎵、銻化鎘、銅銦鎵錫、等。
太陽(yáng)能電池介紹
太陽(yáng)能電池介紹：
●  單晶硅電池：
     單晶硅材料結(jié)晶完整，載流遷移率高，串聯(lián)電阻小，光電轉(zhuǎn)換率最高，可達(dá)20％左右，而且其發(fā)電效率穩(wěn)定可靠，但成本較貴，光電單元間的空隙可透部分光。
它在建筑中的運(yùn)用方面有自己的優(yōu)勢(shì)：
  （1）晶體硅電池單位面積的發(fā)電功
    率比非晶硅薄膜電池高，在滿足相
    同功率的前提下，可以使用較小的
   光電池板，布局可以更緊湊。
  （2）制造工藝成熟。單晶硅電池已
        有多年的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。
  （3）可以采用玻璃及柔性塑料片等
     其它的襯底材料，電池板相對(duì)較輕。
多晶硅電池
   多晶硅材料晶體方向無(wú)規(guī)律性。由于在這種材料中的正、負(fù)電荷有一部分會(huì)因晶體晶界連接的不規(guī)則性而損失，所以不能全部被 P-N結(jié)電場(chǎng)所分離，使之
效率一般要比單晶硅光伏電池低。穩(wěn)定
性也不如單晶硅。但多晶硅的成本低。
非晶硅薄膜（a-Si）太陽(yáng)電池
在薄膜電池中，很薄的光電材料被鋪在非硅材料的襯底上，大大地減小了半導(dǎo)體材料的消耗，也容易形成批量生產(chǎn)，從而大大降低了光伏電池的成本。
      非晶硅太陽(yáng)電池具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。這些優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在以下方面：
 （1）材料和制造工藝成本低。
   每平米的造價(jià)約低40%左右。
   這是因?yàn)樯a(chǎn)工藝更簡(jiǎn)化，
   能耗更低，硅薄膜僅有數(shù)千埃  
   厚度，昂貴

的純硅材料用量很少。同時(shí)襯底材料，如玻璃、不銹鋼、塑料等，價(jià)格低廉。
    （2）易于形成大規(guī)模生產(chǎn)能力。這是因?yàn)楹诵墓に囘m合制作持大面積無(wú)結(jié)構(gòu)缺陷的非晶合金薄膜；只需改變氣相成分或者氣體流量便可實(shí)現(xiàn) PN 結(jié)以及相應(yīng)的迭層結(jié)構(gòu)；生產(chǎn)可全流程自動(dòng)化。
    （3）品種多，用途廣。薄膜的非晶太陽(yáng)電池易于實(shí)現(xiàn)集成化。器件功率、輸出電壓、輸出電流都可自由設(shè)計(jì)制造，可以較方便地制作出適合不同需求的多品種產(chǎn)品。靈活多樣的制造方法，可以制造建筑集成的電池，適合用于屋頂電站的安裝。

（4）具備弱光發(fā)電的性能，這是由于光吸收系數(shù)高，暗電導(dǎo)，非晶硅材料的價(jià)帶電子的能級(jí)較低，在太陽(yáng)輻射強(qiáng)度很低時(shí)就具備了發(fā)電性能，也就是，該性能使得非晶硅薄膜電池受風(fēng)沙、雨雪等天氣的影響很小，年發(fā)電天數(shù)達(dá)320天左右，日發(fā)電時(shí)間可以從早上6點(diǎn)延續(xù)到晚上7點(diǎn)。日發(fā)電達(dá)到13小時(shí)左右。 
（5） 非晶硅薄膜電池具有透光性，透光度可從5%到75%，當(dāng)然，隨著透光性的增加，光電池的轉(zhuǎn)化效率會(huì)隨著下降，運(yùn)用到建筑上的最理想的透光度為5%，這是經(jīng)國(guó)外眾多工程實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)的結(jié)果。由于非晶硅電池的透光性，能很好的配合建筑設(shè)計(jì)。
（6）由于非晶材料的能量帶隙比單晶硅和多晶硅寬，因此非晶太陽(yáng)電池的功率輸出不明顯依賴PN結(jié)溫度。在實(shí)際工程運(yùn)用之中，承受的工作溫度比晶體硅要高。

非晶硅電池與晶體硅電池性能對(duì)照表
	非晶硅薄膜電池	晶體硅電池	晶體硅電池
	a-Si	多晶硅	單晶硅
電池時(shí)代類別	第三代電池	第二代電池	第一代電池
制造成本	低	較高	高
轉(zhuǎn)化率	6～10％	10～12％	14～17％
原材料來(lái)源	廣泛	較缺	緊缺
發(fā)電性能	弱光發(fā)電	強(qiáng)光	強(qiáng)光
日發(fā)電時(shí)間	10～13小時(shí)	6～8小時(shí)	4～6小時(shí)
透光度	半透明、透明	不透明	不透明
顏色	多樣化	淺藍(lán)	深藍(lán)
非晶硅電池與晶體硅電池性能對(duì)照表（續(xù)）
	非晶硅薄膜電池	晶體硅電池	晶體硅電池
電池時(shí)代類別	第三代電池	第二代電池	第一代電池
使用壽命（年）	20～25	20～25	20～25
電池板塊	規(guī)格統(tǒng)一，標(biāo)準(zhǔn)板塊大小1245×635，單件功率40W	隨硅元件使用的多少，以及純度的改變，單件功率不確定。同樣面積的板塊功率可以變化。	隨硅元件使用的多少，以及純度的改變，單件功率不確定。同樣面積的板塊功率可以變化。
故障率	非晶硅電池串聯(lián)后不會(huì)因?yàn)檎趽醍a(chǎn)生熱島效應(yīng)，它們不會(huì)因不能產(chǎn)生電流而被反偏。故障率極低。	晶體硅電池如果其中一小部分被遮擋，會(huì)產(chǎn)生熱島效應(yīng)，這將極大的降低整個(gè)組件的功率輸出，意味著被遮擋的電池把功率以熱的方式耗盡，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)就導(dǎo)致故障并有可能導(dǎo)致整個(gè)組件的損壞	晶體硅電池如果其中一小部分被遮擋，會(huì)產(chǎn)生熱島效應(yīng)，這將極大的降低整個(gè)組件的功率輸出，意味著被遮擋的電池把功率以熱的方式耗盡，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)就導(dǎo)致故障并有可能導(dǎo)致整個(gè)組件的損壞
常用太陽(yáng)能電池板廠家：

單晶硅：常州天合、保定英利、無(wú)錫尚德、南京中電、
               寧波太陽(yáng)能

多晶硅：保定英利、京瓷

非晶硅：威海藍(lán)星、保定天威

主要逆變器廠家
德國(guó)艾思瑪（SMA）逆變器
德國(guó)Kaco逆變器
合肥陽(yáng)光逆變器
逆變器的主要功能：就是將太陽(yáng)能電池的發(fā)的直流電轉(zhuǎn)化成市電常用的交流電。

五、安裝過(guò)程
公司光伏設(shè)計(jì)流程
電氣施工步驟圖
電池板安裝
監(jiān)控設(shè)備、通訊接線
六、預(yù)計(jì)年發(fā)電量 （概念性了解）
預(yù)計(jì)年發(fā)電量
預(yù)計(jì)年發(fā)電量
光伏電站：選擇一年平均輻射量最大的傾角上，即最佳傾斜角，對(duì)應(yīng)的發(fā)電量最大。
BIPV系統(tǒng)：根據(jù)建筑結(jié)合的美觀程度，并非選擇最佳傾角，對(duì)應(yīng)的發(fā)電量有所降低。

朝南正立面上 大致是68~70%最佳傾角的發(fā)電。
    水平放置的電池板是90~90%最佳傾角的發(fā)電量。

E
預(yù)計(jì)年發(fā)電量
緯度0°～25°，傾斜角等于緯度
緯度26°～40°，傾角等于緯度加5°～10°
緯度41°～55°，傾角等于緯度加10°～15°
緯度＞55°，傾角等于緯度加15°～20°

區(qū)域劃分	區(qū)域劃分	豐富區(qū)	較豐富區(qū)	可利用區(qū)	貧乏區(qū)
年總輻射量/( MJ/m2)	年總輻射量/( MJ/m2)	≥5800	5000~5800	4200~5000	≤4200
全年日照射時(shí)數(shù)/h	全年日照射時(shí)數(shù)/h	≥3000	2400~3000	1600~2400	≤1600
地域	地域	內(nèi)蒙、甘肅、西部、新疆南部、青藏高原	新疆北部、東北、內(nèi)蒙東部、華北、陜北、寧夏、甘薯、青藏高原東側(cè)、海南、臺(tái)灣	東北北端、內(nèi)蒙呼盟、長(zhǎng)江下游、兩廣、福建、貴州、云南、河南、陜西	重慶、四川、貴州、桂林、江西
特征	全年日照小時(shí)數(shù)/h	≥3300	2600~3300	太陽(yáng)豐富區(qū)~貧乏區(qū)	≤1800
特征	日照率	≥0.75	0.60~0.75	指兩區(qū)的過(guò)度帶	≤0.4建議不使用太陽(yáng)能
連續(xù)陰雨天/d	連續(xù)陰雨天/d	2	3	7	15
預(yù)計(jì)年發(fā)電量
根據(jù)光伏電站所在的地區(qū)年輻射量換算出日平均峰值日照小時(shí)數(shù)
計(jì)算公式：(4200MJ/m2) / 3.6MJ(1kWh) / 365天 / 1 kW/m2=3.19 h

年總輻射量（MJ/m2）	4200	4600	5000	5400	5800	6200	6600	7000	7400
日平均峰值日照小時(shí)數(shù)（h）	3.19	3.5	3.82	4.14	4.46	4.78	5.1	5.42	5.75
簡(jiǎn)單計(jì)算公式：
    發(fā)電量=方陣的直流功率×日平均峰值日照小時(shí)數(shù)×365天=年發(fā)電量
例如一個(gè)100kw的電站，在年輻射量4200MJ的地區(qū)的發(fā)電量
      100kw ×3.19h×365=116435 kwh
考慮到影響發(fā)電量的各種因素，并非都能保證日平均峰值日照小時(shí)在3.19
小時(shí)，基本上有一定的折扣，通常大概為85%-90%。
實(shí)際計(jì)算公式：
    電池板面積×斜面上全年輻射量×系統(tǒng)總效率（各種灰塵、線損、溫度影響、
電池板效率等）
    全球經(jīng)驗(yàn)值：1W的電池板1年能發(fā)一度電，
    如果輻射量條件好，可取1.1~1.5左右。
七、國(guó)外工程圖片
工程圖片
工程圖片
光伏方陣圖片集
光伏陣列圖片
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別墅屋頂光伏
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