認(rèn)識(shí)光伏發(fā)電演示文稿

認(rèn)識(shí)光伏發(fā)電演示文稿當(dāng)前第1頁\共有42頁\編于星期一\14點(diǎn)

光伏發(fā)電的認(rèn)識(shí)一、我國(guó)的太陽能資源二、光伏系統(tǒng)的組成三、光伏發(fā)電原理四、電池板的分類五、安裝過程六、預(yù)計(jì)年發(fā)電量七、國(guó)外工程圖片當(dāng)前第2頁\共有42頁\編于星期一\14點(diǎn)一、我國(guó)的太陽能資源我國(guó)太陽能資源當(dāng)前第3頁\共有42頁\編于星期一\14點(diǎn)我國(guó)太陽能資源十分豐富當(dāng)前第4頁\共有42頁\編于星期一\14點(diǎn)二、光伏系統(tǒng)組成光伏系統(tǒng)組成當(dāng)前第5頁\共有42頁\編于星期一\14點(diǎn)光伏系統(tǒng)組成當(dāng)前第6頁\共有42頁\編于星期一\14點(diǎn)獨(dú)立系統(tǒng)當(dāng)前第7頁\共有42頁\編于星期一\14點(diǎn)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)當(dāng)前第8頁\共有42頁\編于星期一\14點(diǎn)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)當(dāng)前第9頁\共有42頁\編于星期一\14點(diǎn)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）光伏水泵當(dāng)前第10頁\共有42頁\編于星期一\14點(diǎn)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)施當(dāng)前第11頁\共有42頁\編于星期一\14點(diǎn)三、光伏發(fā)電原理光伏發(fā)電原理當(dāng)前第12頁\共有42頁\編于星期一\14點(diǎn)太陽能利用——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)當(dāng)前第13頁\共有42頁\編于星期一\14點(diǎn)①太陽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。當(dāng)前第14頁\共有42頁\編于星期一\14點(diǎn)四、電池板的分類電池板的分類當(dāng)前第15頁\共有42頁\編于星期一\14點(diǎn)太陽能電池的種類從材料來區(qū)分硅太陽能電池：?jiǎn)尉Ч?、多晶硅、非晶硅、微晶硅其他太陽能電池：砷化鎵、銻化鎘、銅銦鎵錫、等。當(dāng)前第16頁\共有42頁\編于星期一\14點(diǎn)太陽能電池介紹太陽能電池介紹：●單晶硅電池：?jiǎn)尉Ч璨牧辖Y(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。當(dāng)前第17頁\共有42頁\編于星期一\14點(diǎn)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。當(dāng)前第18頁\共有42頁\編于星期一\14點(diǎn)多晶硅電池

多晶硅材料晶體方向無規(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。當(dāng)前第19頁\共有42頁\編于星期一\14點(diǎn)非晶硅薄膜（a-Si）太陽電池在薄膜電池中，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，昂貴當(dāng)前第20頁\共有42頁\編于星期一\14點(diǎn)

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。當(dāng)前第21頁\共有42頁\編于星期一\14點(diǎn)（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。當(dāng)前第22頁\共有42頁\編于星期一\14點(diǎn)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)當(dāng)前第23頁\共有42頁\編于星期一\14點(diǎn)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）20～2520～2520～25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。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)間過長(zhǎng)就導(dǎo)致故障并有可能導(dǎo)致整個(gè)組件的損壞當(dāng)前第24頁\共有42頁\編于星期一\14點(diǎn)常用太陽能電池板廠家：?jiǎn)尉Ч瑁撼Ｖ萏旌?、保定英利、無錫尚德、南京中電、寧波太陽能多晶硅：保定英利、京瓷非晶硅：威海藍(lán)星、保定天威當(dāng)前第25頁\共有42頁\編于星期一\14點(diǎn)主要逆變器廠家德國(guó)艾思瑪（SMA）逆變器德國(guó)Kaco逆變器合肥陽光逆變器逆變器的主要功能：就是將太陽能電池的發(fā)的直流電轉(zhuǎn)化成市電常用的交流電。當(dāng)前第26頁\共有42頁\編于星期一\14點(diǎn)五、安裝過程公司光伏設(shè)計(jì)流程當(dāng)前第27頁\共有42頁\編于星期一\14點(diǎn)電氣施工步驟圖電池板安裝監(jiān)控設(shè)備、通訊接線當(dāng)前第28頁\共有42頁\編于星期一\14點(diǎn)六、預(yù)計(jì)年發(fā)電量

（概念性了解）預(yù)計(jì)年發(fā)電量當(dāng)前第29頁\共有42頁\編于星期一\14點(diǎn)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當(dāng)前第30頁\共有42頁\編于星期一\14點(diǎn)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)≥58005000~58004200~5000≤4200全年日照射時(shí)數(shù)/h≥30002400~30001600~2400≤1600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≥33002600~3300太陽豐富區(qū)~貧乏區(qū)≤1800日照率≥0.750.60~0.75指兩區(qū)的過度帶≤0.4建議不使用太陽能連續(xù)陰雨天/d23715當(dāng)前第31頁\共有42頁\編于星期一\14點(diǎn)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/1kW/m2=3.19h年總輻射量（MJ/m2）420046005000540058006200660070007400日平均峰值日照小時(shí)數(shù)（h）3.193.53.824.144.464.785.15.425.75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=116435kwh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。當(dāng)前第32頁\共有42頁\編于星期一\14點(diǎn)七、國(guó)外工程圖片工程圖片當(dāng)前第33頁\共有42頁\編于星期一\14點(diǎn)工程圖片

光伏方陣圖片集當(dāng)前第34頁\共有42頁\編于星期一\14點(diǎn)