光伏发电是根据【jù】光生伏【fú】特【tè】效应原理,利用太阳电池将太阳光能【néng】直接转化为电能。不论是独立使用【yòng】还是并【bìng】网发【fā】电【diàn】,光伏发电系统【tǒng】主要由【yóu】太阳电池板【bǎn】(组件【jiàn】)、控制器和逆变器【qì】三大部分组成,它们主要由电子元【yuán】器件构成,但不【bú】涉及机【jī】械部件。

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】用半导体材料【liào】的电子学特性,当【dāng】太阳光【guāng】照射在【zài】半导体PN结【jié】上,由【yóu】于【yú】P-N结势【shì】垒区产生了较【jiào】强的【de】内建静电场,因而【ér】产生在势垒区【qū】中的非平衡电子和【hé】空穴【xué】或产生在势垒区外但扩【kuò】散进势垒【lěi】区的非平衡电子和空【kōng】穴【xué】,在内建静电场的【de】作用下,各自【zì】向【xiàng】相反方向运动,离开【kāi】势垒区【qū】,结【jié】果使P区电势【shì】升高,N区电势【shì】降低,从而在外电路中产【chǎn】生电压和电流,将【jiāng】光能转化成电【diàn】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】电池只能产生大约0.5V的电压,远低于实际使用所需电压。为了【le】满足实际应【yīng】用的需要,需要把太阳能【néng】电【diàn】池连接成组【zǔ】件。太阳能【néng】电池组件包含一定【dìng】数量的【de】太【tài】阳【yáng】能电池,这些太【tài】阳能电【diàn】池通过导线【xiàn】连接。如【rú】一个组件上,太阳能电池的数量【liàng】是【shì】36片,这意味着一个太阳能组件大【dà】约能【néng】产【chǎn】生17V的【de】电压。

通过导线连接的太阳能电池被密封【fēng】成【chéng】的物理单【dān】元被称为太【tài】阳能电【diàn】池组件,具有一定的防腐、防风、防【fáng】雹【báo】、防雨【yǔ】的能力,广泛应用于各个领域和系统【tǒng】。当应用领域【yù】需【xū】要【yào】较高的电压和电流而单个组件不【bú】能满足要求【qiú】时,可【kě】把【bǎ】多个组件组成太【tài】阳能电【diàn】池方阵,以获得所需要的电压和电【diàn】流【liú】。

2、直流/交流逆变器

将直流电变换成交流电的设备。由于太阳能【néng】电池发出的是【shì】直流电,而一般【bān】的负载是交流负载,所以逆【nì】变器是不【bú】可缺【quē】少的。逆变器按运行方式,可【kě】分为独立运行【háng】逆变器和并【bìng】网逆变器。独立【lì】运行【háng】逆变器【qì】用于【yú】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【néng】电池发电系【xì】统将发出的电能馈入电【diàn】网。逆变器按【àn】输【shū】出【chū】波【bō】形又可分为方【fāng】波【bō】逆变【biàn】器【qì】和【hé】正弦【xián】波【bō】逆变【biàn】器。

3、配电室设计

由于并网发电【diàn】系统没【méi】有蓄电池及太【tài】阳能充【chōng】放电控制器【qì】及交直【zhí】流【liú】配电系统,因此,如果【guǒ】条件允许的话可以将【jiāng】并网发【fā】电系统逆【nì】变器放在并网点的低压配电室内,否则【zé】只要单独建【jiàn】一座4~6m2的低【dī】压【yā】配【pèi】电室就可【kě】以了。