启航娱乐平台-怎么样，任务1.1光伏发电系统的组成及分析 任务1.2光伏发电系统案例分析-光伏发电站

　　1.1.1太阳能电池工作原理 1.半导体的基础知识 在自然界中，物体根据导电性能和电阻率的大小分为三类， 导体、半导体、绝缘体。 （1）共价键结构

　　（2）本征半导体 纯净的半导体称为本征半导体。本征半导体中电子和空穴 总是成对地出现，称为电子一空穴对。

　　（3）P型半导体 在本征半导体(锗或硅)中掺入三价元素硼形成P型半导体。 P型半导体中，空穴是多数载流子，电子是少数载流子。

　　（4）N型半导体 在本征半导体(锗或硅)中掺入五价元素磷形成N型半导体。 N型半导体中，电子是多数载流子，空穴是少数载流子。

　　（5）PN结 把P、N型两种半导体材料通过特殊的工艺放在一起形成PN 结。

　　2.太阳能电池工作原理（光生伏打效应） 晶体中大量电子能级分布组成密集的能级带，称为能带。 其中“价带”能级最低，“导带”能级最高。处于导电状态的 能级区域称为导带。导带与价带之间区域称为禁带。

　　当太阳能电池受到阳光照射时，电子接受光能，向N型区移 动，使N型区带负电，同时空穴向P型区移动，使P型区带正电。 这样才使得PN结两端产生电势差，即电压。

　　3.太阳能电池等效电路 太阳能电池等效电路有理想形式和实际形式，如图1-8所示。

　　4. 光伏发电的优缺点 （1）光伏发电的主要优点 ①太阳能取之不尽，用之不竭。 ②应用范围广。 ③太阳能处处可得到，不必远距离运输，避免长距离输电 线路的损失。 ④不用燃料，运行成本很低。 ⑤无机械转动部分，操作、维护简单，运行稳定可靠。 ⑥太阳能发电过程中不易产生污染废弃物，是理想的清洁 能源。 ⑦太阳能发电系统建设周期短，方便灵活，可以根据负荷 的增减，任意添加或减少太阳能方阵，避免浪费。 ⑧太阳能电池生产资料丰富。硅材料储量丰富，地壳丰度 在氧元素之后，列第二位，达到26％之多。 ⑨能量回收期短。 11

　　（3）光伏发电的主要缺点 ①能量密度低。 ②占地面积大。 ③地面应用时有间歇性，在晚上或阴雨天不能或很少发电。 ④成本高。

　　5.我国太阳能资源 按接受太阳能辐射量的大小，全国大致上可分为五类地区。 一类地区：全年日照时数为3200～3300小时，辐射量在 670～837×104kJ/cm2· a。相当于225～285kg标准煤燃烧所发出 的热量。主要包括青藏高原、甘肃北部、宁夏北部和新疆南部 等地。这是我国太阳能资源最丰富的地区。 二类地区：全年日照时数为3000～3200小时，辐射量在 586～670×104kJ/cm2· a，相当于200～225kg标准煤燃烧所发出 的热量。主要包括河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏 南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部等地。此 区为我国太阳能资源较丰富区。

　　三类地区：全年日照时数为2200～3000小时，辐射量在 502～586×104kJ/cm2· a，相当于170～200kg标准煤燃烧所发出 的热量。主要包括山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆 北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、 福建南部、江苏北部和安徽北部等地。 四类地区：全年日照时数为1400～2200小时，辐射量在 419～502×104kJ/cm2· a。相当于140～170kg标准煤燃烧所发出 的热量。主要是长江中下游、福建、浙江和广东的一部分地区， 春夏多阴雨，秋冬季太阳能资源还可以。 五类地区：全年日照时数约1000～1400小时，辐射量在 335～419×104kJ/cm2· a。相当于115～140kg标准煤燃烧所发出 的热量。主要包括四川、贵州两省。

　　1.1.2光伏发电系统的组成 光伏发电系统通常由太阳能电池组件（太阳能电池板）、 蓄电池组、控制器、逆变器、电缆等几部分构成，如图1-9所示。

　　1．太阳能电池组件 太阳能电池组件也叫太阳能电池板，是太阳能发电系统中 的核心部分，是能量转换的器件，其作用是将光能转换成电能。 2．蓄电池组 蓄电池的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。 3．控制器 控制器的作用是使太阳能电池和蓄电池高效、安全、可靠 的工作，以获得最高效率并延长蓄电池的使用寿命，能自动防 止蓄电池过充电和过放电。 4．逆变器 逆变器的作用是将直流电转换成交流电的设备。

　　1.1.3光伏发电系统的分类及原理分析 光伏发电系统是利用太阳电池组件和其他辅助设备将太阳 能转换成电能的系统。 一般我们将光伏发电系统分为独立系统、并网系统。 1．独立光伏发电系统 独立光伏发电也叫离网光伏发电。

　　2．并网光伏发电系统 并网太阳能光伏发电系统是将光伏阵列产生的直流电经过 并网逆变器转换成符合公共电网要求的交流电之后直接接入公 共电网。 （1）有逆流并网发电系统 有逆流并网发电系统如图1-11所示。

　　（3）切换型并网光伏发电系统 切换型并网光伏发电系统如图1-13所示，它具有自动运行 双向切换的功能。

　　1.2.1光伏发电站简介 通过光伏阵列将太阳能辐射能转换为电能的发电站称为太 阳能光伏电站。太阳能光伏电站按照运行方式可分为独立太阳 能光伏电站和并网太阳能光伏电站。 未与公共电网相连接独立供电的太阳能光伏电站称为离网 光伏电站。 与公共电网相连接且共同承担供电任务的太阳能光伏电站 称为并网光伏电站。 光伏发电站根据容量大小可分为小型光伏发电站（100kW 以下）、中型光伏发电站（100kW～1MW）、大型光伏发电站 （1～10MW）和超大型光伏发电站（10MW以上）。

　　1．光伏阵列 将若干个组件按一定方式（串、并联）组装在组件支架上， 形成太阳能电池方阵（solar array或PV array），也称光伏阵列。 光伏阵列安装方式可分为固定式和跟踪式。

　　2．光伏阵列防雷汇流箱 在太阳能光伏发电系统中，为了减少太阳能光伏阵列与逆 变器之间的连线，方便维护，提高可靠性，一般在光伏阵列与 逆变器之间增加光伏阵列防雷汇流箱，如图1-18所示。

　　4.直流防雷配电柜 直流防雷配电柜主要将直流汇流箱输出的直流电流进行汇 流，再接到逆变器。主要包括直流输入断路器、防雷器、防反 二极管、电压表等，如图1-19所示。

　　5．并网逆变器 并网逆变器的作用是将电能转化为与电网同频、同相的正 弦波电流，馈入公共电网，如图1-20所示。

　　4.交流配电柜 交流配电柜（如图1-21所示）的作用是将逆变器输出的交 流电缆接入后，经过断路器接入电网，保证系统的正常供电， 同时还有对线 光伏发电系统的组成及分析

　　5．计算机监控系统 计算机监控系统的主要作用是监控整个发电站的运行状况， 包括光伏组件的运行状态、逆变器的工作状态、系统的工作是 压、电流等数据，还可以根据需要将相关数据直接发送至互联 网，以便远程监控发电站的运行情况。

　　1.2.3光伏发电站实例 总投资4.2亿元、装机容量20MWp的徐州协鑫地面光伏电站 于2009年12月30日成功投运，如图1-22所示。