GIS太陽(yáng)能薄膜電池在BIPV上的應(yīng)用

1、2021-11-191GISGIS太陽(yáng)能薄膜電池在太陽(yáng)能薄膜電池在BIPVBIPV上的應(yīng)用上的應(yīng)用姓名：尹佳軍班級(jí)：10電子學(xué)號(hào):10021601342021-11-192總綱1， 引言2，CIS 薄膜電池性能簡(jiǎn)介3，實(shí)例應(yīng)用CIS 薄膜電池的BIPV4,總結(jié)2021-11-193引言n太陽(yáng)能的廣泛應(yīng)用，是實(shí)現(xiàn)全球清潔能源可持續(xù)供給的有效途徑之一。光伏發(fā)電與建筑物集成化（bipv），已成為國(guó)內(nèi)外廣泛認(rèn)同的太陽(yáng)能利用的重要方式。n太陽(yáng)能電池，是光伏發(fā)電系統(tǒng)的主要組成部件。為了得到低成本、性能良好的薄膜電池，銅銦硒（CuInSe2,簡(jiǎn)稱CIS)薄膜電池，在國(guó)外得到迅速的發(fā)展。在我國(guó)，滴CIS薄膜電

2、池的研究，在近年來(lái)，也得到密切關(guān)注。2021-11-194CIS 薄膜電池性能簡(jiǎn)介nCIS 薄膜電池，是多元化合物半導(dǎo)體中最有代表性的光伏器件。由于它具有高的轉(zhuǎn)換效率、低的制造成本以及性能穩(wěn)定而成為國(guó)際光伏界研究的熱點(diǎn)之一，可能成為下一代的商品化薄膜太陽(yáng)電池，具有如下顯著的特點(diǎn)：(1) 吸收層薄膜是一種直接帶隙材料， 光吸收率高達(dá)105 量級(jí)，最適于太陽(yáng)電池薄膜化，電池厚度可以做到23m，降低了昂貴的材料消耗。(2)銅銦硒薄膜的禁帶寬度為1.04eV，這就為太陽(yáng)電池最佳帶隙的優(yōu)化提供了新的途徑。(3)抗輻射能力強(qiáng)，用作空間電源具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。(4)制造成本低，年產(chǎn)1.5 MW，其成本是晶體硅

3、太陽(yáng)電池的1/31/2，能量?jī)斶€時(shí)間在1 年之內(nèi)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于晶體硅太陽(yáng)電池。(5)電池性能穩(wěn)定，電池效率衰減小。(6)轉(zhuǎn)換效率高。有數(shù)據(jù)顯示轉(zhuǎn)換效率為17.7 %(40 mm2 面積)，是薄膜太陽(yáng)電池的世界紀(jì)錄。2021-11-195實(shí)例應(yīng)用CIS 薄膜電池的BIPV2021-11-196光伏系統(tǒng)建筑概況n此為一個(gè)太陽(yáng)能充電站建筑n在該建筑的中央采光頂?shù)膬蓚?cè)，每側(cè)分布了3 排光電玻璃板塊，光伏方陣朝向?yàn)楸逼?5，光伏方陣的傾角為7，中央高度為40.00 m (以水平地面為基準(zhǔn))，電池板分布在采光頂?shù)闹锌詹Ａе?，保證了采光頂?shù)难b飾外形。電池板采用的銅銦硒光電池芯片，電池板數(shù)量為3 246 塊，保

4、證了建筑的光伏發(fā)電、保溫、隔聲、采光、遮陽(yáng)、美觀為一體的建筑要求，由此構(gòu)成BIPV 光伏屋面。如圖1。2021-11-197 該建筑的電池板構(gòu)件設(shè)計(jì)n電池板構(gòu)件包含電池芯片、超白玻璃、夾膠LOW-E 玻璃、空氣層、接線盒、引出導(dǎo)線、玻璃邊n框等組成，玻璃構(gòu)件從室外往內(nèi)依次為：8 mm 超n白玻+ 光電池板芯片+30 A 空氣層+8 LOW-E 玻n璃+1.52 PVB+8 mm(夾膠玻璃)，玻璃全部為鋼化安n全玻璃，保證構(gòu)件的安全性，電池芯片間采用密封拼n接，每塊構(gòu)件的2 塊或3 塊電池芯片采用串聯(lián)形式，n采用對(duì)插連接的方式，避免了電池板在合片時(shí)對(duì)電池n芯片的損壞，能保證連接的可靠性。如圖2，

5、3。2021-11-1982021-11-199并網(wǎng)光伏系統(tǒng)分類根據(jù)設(shè)備及安裝情況來(lái)劃分，可分為集中式和分布式兩種。根據(jù)是否允許向公用電網(wǎng)逆向發(fā)電來(lái)劃分，分為可逆流并網(wǎng)系統(tǒng)和不可逆流并網(wǎng)系統(tǒng)。根據(jù)輸出可分為單相和三相并網(wǎng)系統(tǒng)。 本建筑主要由集中式并網(wǎng)發(fā)電、分布式并網(wǎng)發(fā)電、不可逆流低壓并網(wǎng)發(fā)電構(gòu)成。2021-11-1910集中式并網(wǎng)發(fā)電示意圖圖4集中式并網(wǎng)發(fā)電是所有的光電池長(zhǎng)生的電流全部運(yùn)輸?shù)街绷鲄R流及防雷配電中然后統(tǒng)一由逆變器變成交流，最后傳到公共電網(wǎng)。2021-11-1911分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)圖5分布式是一排的電池組產(chǎn)生的電流進(jìn)入到直流匯流中，每一排都有個(gè)逆變器然后所有的逆變器產(chǎn)生的交流電全

6、部匯合計(jì)量并輸出。2021-11-1912不可逆流低壓并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)不可逆流低壓并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)圖6不可逆流低壓并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)是在集合發(fā)電的基礎(chǔ)上加了功率檢查裝置是在本建筑中所用的系統(tǒng)最多的2021-11-1913n本建筑的光伏系統(tǒng)為集合式、分布式、不可逆流無(wú)儲(chǔ)能的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)組成的。本建筑太n陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖如下圖7所示。2021-11-1914此為之前所說(shuō)的發(fā)電系統(tǒng)所構(gòu)成的光伏屋頂，每個(gè)配電房都有很多個(gè)發(fā)電系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行2021-11-1915n電池板按位置分為30 個(gè)子系統(tǒng)電池板方陣，每個(gè)子系統(tǒng)均由太陽(yáng)能光伏方陣、匯線盒、直流配電柜、逆變器、交流配電柜及若干動(dòng)力電纜構(gòu)成；分別布置在

7、地下的配電室內(nèi)，采用多點(diǎn)并網(wǎng)，系統(tǒng)總安裝功率為243.45 kWp。如圖8。2021-11-1916基本參數(shù)n環(huán)境溫度：太陽(yáng)能電池板-3085；所處經(jīng)緯度：東n經(jīng)115211732，北緯39234105；n日照時(shí)間：年2 200 h 左右；n年總輻照量：4 900 MJ/m2；n環(huán)境最大風(fēng)速：130 km/h；n安裝條件：建筑屋面一體化；n基本風(fēng)壓：W0=0.50 kN/m2。2021-11-1917光伏系統(tǒng)配置n(1)光電池板n(2)匯線盒n(3)直流配電柜n(4) 逆變器n(5)交流配電柜n(6)動(dòng)力電纜線2021-11-1918 防雷設(shè)計(jì)n本系統(tǒng)防雷分為防直擊雷、防感應(yīng)雷。n(1)防直擊雷設(shè)計(jì)：本系統(tǒng)屋面太陽(yáng)能光伏屋面得n金屬支架及其他金屬構(gòu)件均應(yīng)與屋面避雷帶或防雷n引下線可靠連接。n(2)防感應(yīng)雷設(shè)計(jì)：為防止感應(yīng)雷給系統(tǒng)設(shè)備造成n損壞，本設(shè)計(jì)擬在以下處安裝防雷保護(hù)裝置:n地下一層直流配電柜：為保護(hù)逆變器不受直流n系統(tǒng)引入的感應(yīng)雷破壞，在直流配電柜內(nèi)安裝直流防n雷器。n地下一層交流配電柜：為保護(hù)逆變器不受市電n引入感應(yīng)雷破壞，在交流配電柜內(nèi)安