可再生能源發(fā)電技術(shù)-2012-3

1、講授內(nèi)容講授內(nèi)容上節(jié)課內(nèi)容回顧上節(jié)課內(nèi)容回顧太陽能的知識太陽能的知識太陽能光電轉(zhuǎn)換太陽能光電轉(zhuǎn)換 太陽電池太陽電池太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）應(yīng)用太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）應(yīng)用太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）-設(shè)備構(gòu)成設(shè)備構(gòu)成太陽能的知識太陽能的知識23%47%太陽的體積約太陽的體積約1.41221018km3,比地球的體積大比地球的體積大130萬倍萬倍 人的體積約？人的體積約？,比？體積大比？體積大130萬倍萬倍上節(jié)課內(nèi)容回顧上節(jié)課內(nèi)容回顧太陽總輻射量太陽總輻射量太陽輻射太陽輻射(1)太陽常數(shù)太陽常數(shù)(2)大氣質(zhì)量大氣質(zhì)量 AM到達(dá)地表的太陽直接輻射到達(dá)地表的太陽直接輻射 (1)大氣透明度

2、（大氣透明度（%）(2)到達(dá)地表的法向太陽直接輻射強(qiáng)度到達(dá)地表的法向太陽直接輻射強(qiáng)度 (3)水平面上太陽直接輻射通量水平面上太陽直接輻射通量(4)傾斜面上的太陽直接輻射通量傾斜面上的太陽直接輻射通量太陽直接和散射輻射的總和太陽直接和散射輻射的總和AM = 1/cosz = 1/sins上節(jié)課內(nèi)容回顧上節(jié)課內(nèi)容回顧太陽總輻射量太陽總輻射量太陽輻射太陽輻射(2)大氣質(zhì)量大氣質(zhì)量 AM（無量綱數(shù)）（無量綱數(shù)）到達(dá)地表（大氣層上界）的太陽直接輻射到達(dá)地表（大氣層上界）的太陽直接輻射 (1)大氣透明度大氣透明度P m （%）(2)到達(dá)地表的法向太陽直接輻射強(qiáng)度到達(dá)地表的法向太陽直接輻射強(qiáng)度 (3)水平面

3、上太陽直接輻射通量水平面上太陽直接輻射通量(4)傾斜面上的太陽直接輻射通量傾斜面上的太陽直接輻射通量太陽直接和散射輻射的總和太陽直接和散射輻射的總和AM = 1/cosz = 1/sins0sinmbmsII P(1)太陽常數(shù)：在平均日地距離上太陽常數(shù)：在平均日地距離上，在在地球大氣層上界，地球大氣層上界，垂直于太陽光線的平面上垂直于太陽光線的平面上，單位時間內(nèi)在單位面積上所獲得太陽輻射能的數(shù)值單位時間內(nèi)在單位面積上所獲得太陽輻射能的數(shù)值。 I0 = 13677 W/m2：表征：表征大氣對于太陽光線透過程度的一個參數(shù)。大氣對于太陽光線透過程度的一個參數(shù)。mmnPII0 為了比較不同大氣質(zhì)量情況

4、下的大氣透明度（需要克服福布斯效應(yīng)）為了比較不同大氣質(zhì)量情況下的大氣透明度（需要克服福布斯效應(yīng)），必必須將須將大氣透明度大氣透明度訂正訂正到某個給定的大氣質(zhì)量到某個給定的大氣質(zhì)量。02mnIIPTmmTbPIIcos0I = Ib+ Id太陽能的知識太陽能的知識我國的太陽能資源我國的太陽能資源三、太陽能利用方式2-12-1太太陽陽能能概概述述太陽能光發(fā)電太陽能光發(fā)電(光伏光伏)太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）應(yīng)用太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）應(yīng)用太陽能竹帽太陽能竹帽太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）太陽能電池組合板太陽能電池組合板太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）太陽光

5、發(fā)電系統(tǒng)（光伏）無人駕駛太陽能飛機(jī)無人駕駛太陽能飛機(jī)太陽能光發(fā)電太陽能光發(fā)電(光伏光伏)太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）應(yīng)用太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）應(yīng)用德國火車站電站德國火車站電站太陽能光發(fā)電太陽能光發(fā)電(光伏光伏)深圳世博園深圳世博園太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）應(yīng)用太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）應(yīng)用太陽能光發(fā)電太陽能光發(fā)電(光伏光伏)太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）應(yīng)用太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）應(yīng)用無電鄉(xiāng)村獨(dú)立電站無電鄉(xiāng)村獨(dú)立電站太陽能汽車太陽能汽車太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）應(yīng)用太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）應(yīng)用太陽能路燈太陽能路燈太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）應(yīng)用太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）應(yīng)用太陽能游艇太陽能游艇太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）應(yīng)用太陽光發(fā)電系統(tǒng)

6、（光伏）應(yīng)用太陽能燈塔太陽能燈塔太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）應(yīng)用太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）應(yīng)用太陽能手表太陽能手表太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）應(yīng)用太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）應(yīng)用光伏水泵（光伏水泵（Solar Pumping System ）太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）應(yīng)用太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）應(yīng)用沙漠光伏電站沙漠光伏電站太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）應(yīng)用太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）應(yīng)用光伏屋頂計劃光伏屋頂計劃太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）應(yīng)用太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）應(yīng)用太陽能光伏組件與建筑的集成方式太陽能光伏組件與建筑的集成方式太陽能地鐵站太陽能地鐵站太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）應(yīng)用太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）應(yīng)用聚光光伏太陽能系統(tǒng)（聚光光伏太陽能系統(tǒng)（

7、CPV-Concentration photovoltaic）太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）應(yīng)用太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）應(yīng)用太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）太陽能熱發(fā)電太陽能熱發(fā)電 大致可分為大致可分為 槽式太陽能熱發(fā)電槽式太陽能熱發(fā)電太陽能熱發(fā)電太陽能熱發(fā)電 大致可分為大致可分為 碟式太陽能熱發(fā)電碟式太陽能熱發(fā)電太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）太陽能熱發(fā)電太陽能熱發(fā)電 大致可分為大致可分為 塔式太陽能熱發(fā)電塔式太陽能熱發(fā)電太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏） 光伏方陣輸出功率從數(shù)瓦到數(shù)十千瓦不等。作為一個完整的光伏方陣輸出功率

8、從數(shù)瓦到數(shù)十千瓦不等。作為一個完整的光伏發(fā)電系統(tǒng)，還需有：光伏發(fā)電系統(tǒng)，還需有： 控制器控制器 逆變器逆變器 支架支架 輸配電纜輸配電纜 開關(guān)開關(guān) 熔斷器熔斷器等一整套等一整套“平衡系統(tǒng)平衡系統(tǒng)”（BOS系統(tǒng)，系統(tǒng)，Balance of System，有時也，有時也稱稱“配套系統(tǒng)配套系統(tǒng)”）與太陽能電池組件或方陣相配才能正常工作。）與太陽能電池組件或方陣相配才能正常工作。太陽能電池太陽能電池太陽的光能太陽的光能 電能電能 輸出輸出太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）單個太陽能電池單個太陽能電池:u輸出電壓低輸出電壓低u輸出電流不合適輸出電流不合適u晶體硅電池本身較脆晶體硅電池本身較脆u

9、不能獨(dú)立抵御外界惡劣條件不能獨(dú)立抵御外界惡劣條件單個太陽能電池單個太陽能電池串、并聯(lián)串、并聯(lián)封裝封裝接出外連電線接出外連電線太陽能電池組件太陽能電池組件Solar Module 或或PV Module也稱光伏組件也稱光伏組件太陽能電池太陽能電池太陽的光能太陽的光能 電能電能 輸出輸出太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）電池電池組件組件方陣方陣太陽能光電轉(zhuǎn)換太陽能光電轉(zhuǎn)換硅太陽電池的工作原理硅太陽電池的工作原理硅原子的外層硅原子的外層 電子殼層中有電子殼層中有4 4個電子。在太個電子。在太陽輻照時，會擺脫原子核的束縛而成為自由陽輻照時，會擺脫原子核的束縛而成為自由電子，并同時在原來位置留

10、出一個空穴。電電子，并同時在原來位置留出一個空穴。電子帶負(fù)電；空穴帶正電。子帶負(fù)電；空穴帶正電。在純凈的硅晶體中，自由電子和空穴的數(shù)目在純凈的硅晶體中，自由電子和空穴的數(shù)目是相等的。是相等的。 釋放電子的釋放電子的5價價雜質(zhì)雜質(zhì)，就成了電子型半導(dǎo)體，簡稱，就成了電子型半導(dǎo)體，簡稱N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體俘獲電子的俘獲電子的3價雜質(zhì)價雜質(zhì)，就成了空穴型半導(dǎo)體，簡稱，就成了空穴型半導(dǎo)體，簡稱P型半導(dǎo)體。型半導(dǎo)體。如果在硅晶體中攙入能夠如果在硅晶體中攙入能夠太陽能光電轉(zhuǎn)換太陽能光電轉(zhuǎn)換硅太陽電池的工作原理硅太陽電池的工作原理若將這若將這兩種半導(dǎo)體兩種半導(dǎo)體結(jié)合在一起，由于電子和空穴的擴(kuò)散，在交界面處便結(jié)合

11、在一起，由于電子和空穴的擴(kuò)散，在交界面處便會形成會形成P-N結(jié)，并在結(jié)的兩邊產(chǎn)生內(nèi)建電場，又稱勢壘電場結(jié)，并在結(jié)的兩邊產(chǎn)生內(nèi)建電場，又稱勢壘電場太陽能光電轉(zhuǎn)換太陽能光電轉(zhuǎn)換硅太陽電池的工作原理硅太陽電池的工作原理 當(dāng)硅片受到陽光照射，在波長夠短能量夠大的當(dāng)硅片受到陽光照射，在波長夠短能量夠大的光子打擊光子打擊下，外層弱下，外層弱受縛電子脫離束縛成為自由電子。在勢壘電場的作用下，自由電子和空受縛電子脫離束縛成為自由電子。在勢壘電場的作用下，自由電子和空穴發(fā)生流動，穴發(fā)生流動，P區(qū)內(nèi)的區(qū)內(nèi)的？流向流向N區(qū)，區(qū)，？留在留在P區(qū)；區(qū)；N區(qū)則相反。區(qū)則相反。 這些受激發(fā)而產(chǎn)生的光生電子這些受激發(fā)而產(chǎn)生的

12、光生電子空穴對，在空穴對，在勢壘電場勢壘電場的作用下被分離，的作用下被分離，在光電池兩端出現(xiàn)異號電荷的積累，即產(chǎn)生了在光電池兩端出現(xiàn)異號電荷的積累，即產(chǎn)生了“光生電壓光生電壓”，這就是，這就是“光生伏打效應(yīng)光生伏打效應(yīng)”（簡稱光伏）。（簡稱光伏）。在內(nèi)建電場的兩側(cè)引出電極并接上負(fù)在內(nèi)建電場的兩側(cè)引出電極并接上負(fù)載，在負(fù)載中就有載，在負(fù)載中就有“光生電流光生電流”流過，從而獲得功率輸出。流過，從而獲得功率輸出。太陽能光電轉(zhuǎn)換太陽能光電轉(zhuǎn)換硅太陽電池硅太陽電池太陽能光電轉(zhuǎn)換太陽能光電轉(zhuǎn)換硅太陽電池的極性硅太陽電池的極性太陽電池一般制成太陽電池一般制成P+/N型結(jié)構(gòu)或型結(jié)構(gòu)或N+/P型結(jié)構(gòu)，其中第一

13、個符號，即型結(jié)構(gòu)，其中第一個符號，即P+和和N+表示太陽電池正面光照半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電類型；第二個符號，即表示太陽電池正面光照半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電類型；第二個符號，即N和和 P表表示太陽電池背面襯底半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電類型。示太陽電池背面襯底半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電類型。 (在在P型半導(dǎo)體材料上擴(kuò)散磷元素，形成型半導(dǎo)體材料上擴(kuò)散磷元素，形成N+/P型結(jié)構(gòu)的太陽電池。上表面為負(fù)極；下表面為正極型結(jié)構(gòu)的太陽電池。上表面為負(fù)極；下表面為正極)太陽電池太陽電池太陽電池基本參數(shù)太陽電池基本參數(shù)1. 標(biāo)準(zhǔn)測試條件標(biāo)準(zhǔn)測試條件 光源輻照度：光源輻照度：1000W/m2 ； 測試溫度：測試溫度： 2520C ； AM1.5地面

14、太陽光譜輻照度分布地面太陽光譜輻照度分布 (? 高度角等于多少高度角等于多少）太陽電池太陽電池太陽電池基本參數(shù)太陽電池基本參數(shù)2. 伏安伏安(I-V)特性曲線特性曲線 受光照的太陽電池，在一定的溫度和輻照度以及受光照的太陽電池，在一定的溫度和輻照度以及不同的外電不同的外電路負(fù)載路負(fù)載下，流入負(fù)載的電流下，流入負(fù)載的電流 I 和電池端電壓和電池端電壓 V 的關(guān)系曲線。的關(guān)系曲線。太陽電池太陽電池太陽電池基本參數(shù)太陽電池基本參數(shù)3. 開路電壓開路電壓 在一定的溫度和輻照度條件下，光伏發(fā)電器在空載在一定的溫度和輻照度條件下，光伏發(fā)電器在空載(開路開路)情況情況下的端電壓，通常用下的端電壓，通常用Vo

15、c來表示。來表示。 太陽電池的開路電壓與電池面積大小無關(guān)，太陽電池的開路電壓與電池面積大小無關(guān)，通常單晶硅太陽通常單晶硅太陽電池的開路電壓約為電池的開路電壓約為450-600mV，最高可達(dá)，最高可達(dá)690mV 。 太陽電池的開路電壓與入射光譜輻照度的對數(shù)成正比。太陽電池的開路電壓與入射光譜輻照度的對數(shù)成正比。太陽電池太陽電池太陽電池基本參數(shù)太陽電池基本參數(shù)4. 短路電流短路電流 在一定的溫度和輻照條件下，光伏發(fā)電器在端電壓為零時的在一定的溫度和輻照條件下，光伏發(fā)電器在端電壓為零時的輸出電流，通常用輸出電流，通常用Isc來表示。來表示。 Isc與太陽電池的面積大小有關(guān)，面積越大，與太陽電池的面積

16、大小有關(guān)，面積越大， Isc越大。一般越大。一般1cm2的太陽電池的太陽電池Isc值約為值約為1630mA。 Isc與入射光的輻照度成正比。與入射光的輻照度成正比。 Isc隨溫度上升略有增加。隨溫度上升略有增加。太陽電池太陽電池太陽電池基本參數(shù)太陽電池基本參數(shù)5. 最大功率點(diǎn)（看書最大功率點(diǎn)（看書P52，第三部分輸出功率全部看完），第三部分輸出功率全部看完） 在太陽電池的伏安特性曲線上對應(yīng)在太陽電池的伏安特性曲線上對應(yīng)最大功率的點(diǎn)最大功率的點(diǎn)，又稱最佳，又稱最佳工作點(diǎn)。工作點(diǎn)。6. 最佳工作電壓和工作電流最佳工作電壓和工作電流 太陽電池伏安特性曲線上最太陽電池伏安特性曲線上最大功率點(diǎn)所對應(yīng)的電

17、壓大功率點(diǎn)所對應(yīng)的電壓。通常用。通常用Um表示；太陽電池伏安特性曲線上表示；太陽電池伏安特性曲線上最大功率點(diǎn)對應(yīng)的電流最大功率點(diǎn)對應(yīng)的電流。通常。通常用用Im表示表示（？填充因子（？填充因子FF什么意思？大好還是小好，能不能從圖什么意思？大好還是小好，能不能從圖2. 24上給予說明上給予說明） 太陽電池的極限輸出功率（峰值功率，單位太陽電池的極限輸出功率（峰值功率，單位Wp）FFIUIUPscocmmmax太陽電池太陽電池太陽電池基本參數(shù)太陽電池基本參數(shù)7. 轉(zhuǎn)換效率轉(zhuǎn)換效率 受光照太陽電池的最大功率與入射到該太陽電池上的全部輻受光照太陽電池的最大功率與入射到該太陽電池上的全部輻射功率的百分比

18、。射功率的百分比。 = Um Im / Pin, Um 和和 Im 分別為最大輸出功率點(diǎn)分別為最大輸出功率點(diǎn)的電壓和電流，的電壓和電流， Pin為太陽光輸入功率。為太陽光輸入功率。電池種類電池種類轉(zhuǎn)換效率轉(zhuǎn)換效率(%)研制單位研制單位備注備注單晶硅電池單晶硅電池24.70.5澳大利亞新南威爾士大學(xué)澳大利亞新南威爾士大學(xué)4 cm2多晶硅電池多晶硅電池20.30.5德國弗朗霍夫研究所德國弗朗霍夫研究所1.002 cm2InGaP/GaAs30.81.0日本能源公司日本能源公司4 cm2CIGS電池電池19.50.6美國可再生能源實(shí)驗(yàn)室美國可再生能源實(shí)驗(yàn)室0.41 cm2納米硅電池納米硅電池10.1

19、0.2日本鐘淵公司日本鐘淵公司2微米膜微米膜(玻璃襯底玻璃襯底)氧化鈦有機(jī)納米電池氧化鈦有機(jī)納米電池11.00.5EPFL0.25 cm2GaInP/GaAs/Ge37.31.9Spectro lab175 倍聚光倍聚光太陽電池太陽電池太陽電池基本參數(shù)太陽電池基本參數(shù)7. 轉(zhuǎn)換效率轉(zhuǎn)換效率注：中國太陽電池實(shí)驗(yàn)室最高效率注：中國太陽電池實(shí)驗(yàn)室最高效率, 數(shù)據(jù)不是最新的，數(shù)據(jù)不是最新的，實(shí)際轉(zhuǎn)換效率要更低。實(shí)際轉(zhuǎn)換效率要更低。 例如：單晶硅太陽電池的轉(zhuǎn)換效率可達(dá)例如：單晶硅太陽電池的轉(zhuǎn)換效率可達(dá)18%20%最高效率最高效率面積面積(cm2)單晶硅電池單晶硅電池20.422多晶硅電池多晶硅電池14.

20、5322GaAs電池電池20.111聚光硅電池聚光硅電池1722CdS/CuxS電池電池12幾個幾個mm2非晶硅電池非晶硅電池11.2(單結(jié)單結(jié))8.66.2幾個幾個mm210103030二氧化鈦納米有機(jī)電池二氧化鈦納米有機(jī)電池1011太陽電池太陽電池太陽電池基本參數(shù)太陽電池基本參數(shù)8. 電流溫度系數(shù)和電壓溫度系數(shù)電流溫度系數(shù)和電壓溫度系數(shù) 在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，被測太陽電池溫度每變化在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，被測太陽電池溫度每變化10C ，太，太陽電池短路電流和開路電壓的變化值，通常用陽電池短路電流和開路電壓的變化值，通常用和和表示。表示。 對于一般晶體硅電池對于一般晶體硅電池 = +0.1%/0C

21、 對于一般晶體硅電池對于一般晶體硅電池 = -0.38%/0C太陽電池太陽電池太陽電池等效電路太陽電池等效電路理想太陽電池等效電路理想太陽電池等效電路： 相當(dāng)于一個電流為相當(dāng)于一個電流為Iph的恒流電源與一只正向二極管并聯(lián)。的恒流電源與一只正向二極管并聯(lián)。 流過二極管的正向電流稱為暗電流流過二極管的正向電流稱為暗電流ID. （先自己畫畫）（先自己畫畫）IphIDVIR太陽電池太陽電池太陽電池等效電路太陽電池等效電路實(shí)際太陽電池等效電路實(shí)際太陽電池等效電路： 考慮漏電流等產(chǎn)生的旁路電阻考慮漏電流等產(chǎn)生的旁路電阻Rsh，考慮體電阻和電極的，考慮體電阻和電極的歐姆電阻產(chǎn)生的串聯(lián)電阻歐姆電阻產(chǎn)生的串聯(lián)

22、電阻Rs。 （先自己畫畫）（先自己畫畫）RsRshIphIDIshVIR太陽電池太陽電池太陽電池等效電路太陽電池等效電路RsRshIphIDIshVIR 暗電流暗電流ID是注入電流和復(fù)合電流之和：是注入電流和復(fù)合電流之和： ID = ILG exp (qVj / A0kT) -1 其中：其中： ILG：太陽電池在無光照時的飽和電流；：太陽電池在無光照時的飽和電流； A0: 結(jié)構(gòu)因子，它反映了結(jié)構(gòu)因子，它反映了P-N結(jié)的結(jié)構(gòu)完整性對性能的影響；結(jié)的結(jié)構(gòu)完整性對性能的影響； k: 玻爾茲曼恒量玻爾茲曼恒量思考：方程式左右思考：方程式左右 兩邊的單位兩邊的單位太陽電池太陽電池太陽電池等效電路太陽電池

23、等效電路RsRshIphIDIshVIR0()/(1)sphDshq VIRA kTsphLGshIIIIVIRIIeR太陽電池太陽電池太陽電池等效電路太陽電池等效電路RsRshIphIDIshVIR0()/(1)sphDshq VIRA kTsphLGshIIIIVIRIIeR在理想情況下：在理想情況下： Rsh ， Rs0 在負(fù)載短路時：在負(fù)載短路時：在負(fù)載在負(fù)載 R 時時, 開路電壓開路電壓 Voc？太陽能電池太陽能電池太陽的光能太陽的光能 電能電能 輸出輸出電池電池組件組件方陣方陣太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）-設(shè)備構(gòu)成設(shè)備構(gòu)成太陽電池的制備太陽電池的制備太陽光發(fā)電系統(tǒng)（

24、光伏）太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）-設(shè)備構(gòu)成設(shè)備構(gòu)成光伏系統(tǒng)的核心器件制備（簡述）光伏系統(tǒng)的核心器件制備（簡述）硅片制備硅片制備清洗腐蝕清洗腐蝕擴(kuò)散制結(jié)擴(kuò)散制結(jié)去背結(jié)去背結(jié)電極制備電極制備去邊去邊制減反膜制減反膜燒結(jié)燒結(jié)檢測檢測生產(chǎn)工藝流程生產(chǎn)工藝流程太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）-設(shè)備構(gòu)成設(shè)備構(gòu)成光伏系統(tǒng)的核心器件制備（簡述）光伏系統(tǒng)的核心器件制備（簡述）硅片制備硅片制備清洗腐蝕清洗腐蝕擴(kuò)散制結(jié)擴(kuò)散制結(jié)去背結(jié)去背結(jié)電極制備電極制備去邊去邊制減反膜制減反膜燒結(jié)燒結(jié)檢測檢測生產(chǎn)工藝流程生產(chǎn)工藝流程上電極上電極通常是柵線狀，以收集光生電流。通常是柵線狀，以收集光生電流。下電極下電極布滿在電

25、池的背面，以減少電池的串聯(lián)電阻。布滿在電池的背面，以減少電池的串聯(lián)電阻。太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）-設(shè)備構(gòu)成設(shè)備構(gòu)成光伏系統(tǒng)的核心器件制備（簡述）光伏系統(tǒng)的核心器件制備（簡述）硅片制備硅片制備清洗腐蝕清洗腐蝕擴(kuò)散制結(jié)擴(kuò)散制結(jié)去背結(jié)去背結(jié)電極制備電極制備去邊去邊制減反膜制減反膜燒結(jié)燒結(jié)檢測檢測生產(chǎn)工藝流程生產(chǎn)工藝流程檢驗(yàn)太陽電池性能是否合格，主要測試：檢驗(yàn)太陽電池性能是否合格，主要測試：太陽電池的伏太陽電池的伏-安安特性曲線；開路電壓；短路電流；最大輸出功率特性曲線；開路電壓；短路電流；最大輸出功率等參數(shù)。等參數(shù)。單體電池的輸出電壓又僅在單體電池的輸出電壓又僅在0.450.60

26、V之間之間太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）-設(shè)備構(gòu)成設(shè)備構(gòu)成光伏系統(tǒng)的核心器件制備（簡述）光伏系統(tǒng)的核心器件制備（簡述）組件組裝工藝流程組件組裝工藝流程電池分選電池分選組合焊接組合焊接層壓封裝層壓封裝測試包裝測試包裝裝接線盒裝接線盒安裝邊框安裝邊框白玻璃白玻璃電池電池互連條互連條 用測試儀器將不同性能參數(shù)的太陽電池分檔，把參數(shù)相近的太用測試儀器將不同性能參數(shù)的太陽電池分檔，把參數(shù)相近的太 陽電池進(jìn)行組合。陽電池進(jìn)行組合。 串聯(lián)時要將工作電流相近的太陽電池串在一起；并聯(lián)時要將工串聯(lián)時要將工作電流相近的太陽電池串在一起；并聯(lián)時要將工 作電壓相近的太陽電池連在一起作電壓相近的太陽電池連在

27、一起。以提高太陽電池組件的性能。以提高太陽電池組件的性能。太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）-設(shè)備構(gòu)成設(shè)備構(gòu)成光伏系統(tǒng)的核心器件制備（簡述）光伏系統(tǒng)的核心器件制備（簡述）組件組裝工藝流程組件組裝工藝流程電池分選電池分選組合焊接組合焊接層壓封裝層壓封裝測試包裝測試包裝裝接線盒裝接線盒安裝邊框安裝邊框白玻璃白玻璃EVAPVF電池電池互連條互連條 在組件測試臺上進(jìn)行性能測試，在組件背面在組件測試臺上進(jìn)行性能測試，在組件背面貼上銘牌貼上銘牌，表明組件的主要參數(shù)，表明組件的主要參數(shù)， 如：功率、伏如：功率、伏-安特性曲線、最佳工作電壓、最佳工作電流、開路電壓、安特性曲線、最佳工作電壓、最佳工作

28、電流、開路電壓、 短路電流、填充因子等。短路電流、填充因子等。太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）-設(shè)備構(gòu)成設(shè)備構(gòu)成光伏系統(tǒng)的核心器件制備（簡述）光伏系統(tǒng)的核心器件制備（簡述）需要用大需要用大面積的太陽能電池方陣來采集。而太陽能電池面積的太陽能電池方陣來采集。而太陽能電池組件的輸出電壓不高，需要用一定數(shù)量的太陽組件的輸出電壓不高，需要用一定數(shù)量的太陽能電池組件經(jīng)過串并聯(lián)構(gòu)成方陣。能電池組件經(jīng)過串并聯(lián)構(gòu)成方陣。 平板式光伏方陣的結(jié)構(gòu)依用戶的需要而定。按電壓等級來分，獨(dú)立光平板式光伏方陣的結(jié)構(gòu)依用戶的需要而定。按電壓等級來分，獨(dú)立光伏系統(tǒng)電壓往往被設(shè)計成與蓄電池的伏系統(tǒng)電壓往往被設(shè)計成與蓄

29、電池的標(biāo)稱電壓標(biāo)稱電壓相對應(yīng)，或是它們的整數(shù)倍，相對應(yīng)，或是它們的整數(shù)倍，而且與用電器的電壓等級一致，而且與用電器的電壓等級一致，如如48、36、24、12V等等等。等。 交流光伏供電系統(tǒng)和并網(wǎng)發(fā)電交流光伏供電系統(tǒng)和并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，方陣的電壓等級往往為系統(tǒng)，方陣的電壓等級往往為110V或或220V。對電壓等級更高的光伏電站系統(tǒng)，則組合成與電網(wǎng)等級相同的電。對電壓等級更高的光伏電站系統(tǒng)，則組合成與電網(wǎng)等級相同的電壓等級，如組合成壓等級，如組合成600V、10kV等，再與電網(wǎng)連結(jié)。等，再與電網(wǎng)連結(jié)。太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）-設(shè)備構(gòu)成設(shè)備構(gòu)成光伏系統(tǒng)的核心器件制備（簡述）光伏系統(tǒng)的

30、核心器件制備（簡述）并聯(lián)時需要工作電壓相同并聯(lián)時需要工作電壓相同的組件，并在每一條并聯(lián)的組件，并在每一條并聯(lián)線路串接阻塞二極管。線路串接阻塞二極管。串聯(lián)時需要工作電流相同的組件，并串聯(lián)時需要工作電流相同的組件，并為每個組件并接為每個組件并接旁路二極管旁路二極管。（看書（看書60頁底，為什么要這個器件）頁底，為什么要這個器件）太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）-設(shè)備構(gòu)成設(shè)備構(gòu)成光伏系統(tǒng)的核心器件制備（簡述）光伏系統(tǒng)的核心器件制備（簡述） 一串聯(lián)支路中被遮蔽的太陽電池組件，將被當(dāng)作負(fù)載消一串聯(lián)支路中被遮蔽的太陽電池組件，將被當(dāng)作負(fù)載消耗其他有光照的太陽電池組件所產(chǎn)生的能量。被遮蔽的太陽耗

31、其他有光照的太陽電池組件所產(chǎn)生的能量。被遮蔽的太陽電池組件此時會發(fā)熱，這就是熱斑效應(yīng)。電池組件此時會發(fā)熱，這就是熱斑效應(yīng)。 這種效應(yīng)能嚴(yán)重的破壞太陽電池。有光照的太陽電池所這種效應(yīng)能嚴(yán)重的破壞太陽電池。有光照的太陽電池所產(chǎn)生的部分能量，都可能被遮蔽的電池所消耗。為了防止太產(chǎn)生的部分能量，都可能被遮蔽的電池所消耗。為了防止太陽電池由于熱斑效應(yīng)而遭受破壞，最好在太陽電池組件的正陽電池由于熱斑效應(yīng)而遭受破壞，最好在太陽電池組件的正負(fù)極間并聯(lián)一個旁路二極管，以避免光照組件所產(chǎn)生的能量負(fù)極間并聯(lián)一個旁路二極管，以避免光照組件所產(chǎn)生的能量被受遮蔽的組件所消耗。被受遮蔽的組件所消耗。 旁路二極管與熱斑效應(yīng)旁

32、路二極管與熱斑效應(yīng)有時為了防止有時為了防止鳥糞沾污太陽鳥糞沾污太陽能電池方陣表能電池方陣表面而引起熱斑面而引起熱斑效應(yīng)，還需在效應(yīng)，還需在方陣頂上特別方陣頂上特別安裝驅(qū)鳥器。安裝驅(qū)鳥器。太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）-設(shè)備構(gòu)成設(shè)備構(gòu)成太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）-設(shè)備構(gòu)成設(shè)備構(gòu)成蓄電池儲能裝置蓄電池儲能裝置太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）-設(shè)備構(gòu)成設(shè)備構(gòu)成蓄電池儲能裝置蓄電池儲能裝置 太陽能發(fā)電不是連續(xù)的，通常與負(fù)載用電規(guī)律不相符合。太陽能發(fā)電不是連續(xù)的，通常與負(fù)載用電規(guī)律不相符合。 最常用的儲能裝置是蓄電池。最常用的儲能裝置是蓄電池。 其它形式：并網(wǎng)

33、光伏系統(tǒng)是將電能儲存其它形式：并網(wǎng)光伏系統(tǒng)是將電能儲存？; 光伏水泵常用光伏水泵常用？作為儲能裝置。作為儲能裝置。 在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，蓄電池處于浮充放狀態(tài)。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，蓄電池處于浮充放狀態(tài)。 考慮季節(jié)性循環(huán)和日循環(huán)?？紤]季節(jié)性循環(huán)和日循環(huán)。 要求蓄電池自放電要小，能耐過充放，而且充電效率要高。要求蓄電池自放電要小，能耐過充放，而且充電效率要高。太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）-設(shè)備構(gòu)成設(shè)備構(gòu)成蓄電池儲能裝置蓄電池儲能裝置太陽能供電系統(tǒng)中使用的蓄電池，必須具有太陽能供電系統(tǒng)中使用的蓄電池，必須具有良好的循環(huán)放電和深度放良好的循環(huán)放電和深度放電能力電能力，可以選用，可以選用鉛酸蓄

34、電池鉛酸蓄電池和和堿性鎳鎘蓄電池堿性鎳鎘蓄電池。鉛蓄電池具有性能可靠、廉價的優(yōu)點(diǎn)；鎳鎘蓄電池自放電損失小、耐鉛蓄電池具有性能可靠、廉價的優(yōu)點(diǎn)；鎳鎘蓄電池自放電損失小、耐過充放電能力強(qiáng)，但價格較貴，限制了它的應(yīng)用。過充放電能力強(qiáng)，但價格較貴，限制了它的應(yīng)用。目前主要選擇鉛蓄電池作為太陽能供電系統(tǒng)的儲能設(shè)備。目前主要選擇鉛蓄電池作為太陽能供電系統(tǒng)的儲能設(shè)備。太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）-設(shè)備構(gòu)成設(shè)備構(gòu)成蓄電池儲能裝置蓄電池儲能裝置鉛鉛-酸蓄電池：酸蓄電池： 電極主要由鉛及其氧化物制成，電解液是硫酸溶液的一種蓄電極主要由鉛及其氧化物制成，電解液是硫酸溶液的一種蓄電池。電池。 英語：英

35、語：Lead-acid battery。 鉛鉛-酸蓄電池性能穩(wěn)定，價格較低，容量較大，所以使用相當(dāng)廣泛。酸蓄電池性能穩(wěn)定，價格較低，容量較大，所以使用相當(dāng)廣泛。密封鉛密封鉛-酸蓄電池由于具有不泄漏酸液，運(yùn)輸和維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，在中小酸蓄電池由于具有不泄漏酸液，運(yùn)輸和維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，在中小型光伏系統(tǒng)中普遍使用。型光伏系統(tǒng)中普遍使用?？偦瘜W(xué)反應(yīng)式總化學(xué)反應(yīng)式 ：Pb +PbO2+2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O 正極反應(yīng)：正極反應(yīng)：正極活性物質(zhì)是正極活性物質(zhì)是PbO2,電解質(zhì)是稀硫酸。電解質(zhì)是稀硫酸。 PbO2 + 3H+ + HSO4- + 2e PbSO4 +2H2O 負(fù)極反應(yīng)：負(fù)極反應(yīng)

36、：負(fù)極活性物質(zhì)是海綿狀金屬鉛。負(fù)極活性物質(zhì)是海綿狀金屬鉛。 PbO + HSO4- + 2e PbSO4 + H+太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）-設(shè)備構(gòu)成設(shè)備構(gòu)成鉛鉛-酸蓄電池：酸蓄電池：蓄電池儲能裝置蓄電池儲能裝置太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）-設(shè)備構(gòu)成設(shè)備構(gòu)成鉛鉛-酸蓄電池：酸蓄電池：蓄電池儲能裝置蓄電池儲能裝置電壓電壓 鉛鉛-酸蓄電池每格的標(biāo)稱電壓是酸蓄電池每格的標(biāo)稱電壓是2V, 實(shí)際電壓隨充放電情實(shí)際電壓隨充放電情況而變化，充電結(jié)束時電壓有況而變化，充電結(jié)束時電壓有2.52.7V,以后緩慢降到以后緩慢降到2.05V左左右的穩(wěn)定狀態(tài)。右的穩(wěn)定狀態(tài)。 放電時放電

37、時,電壓緩慢下降電壓緩慢下降, 低到低到1.7V時時,便不能再便不能再繼續(xù)放電，否則會損壞蓄電池的極板。繼續(xù)放電，否則會損壞蓄電池的極板。(看書看書66頁的圖頁的圖）標(biāo)稱容量標(biāo)稱容量(Ah) 蓄電池出廠時規(guī)定的該蓄電池在一定的放電電流和一定蓄電池出廠時規(guī)定的該蓄電池在一定的放電電流和一定的電解液溫度下的電解液溫度下,單格電池的電壓降到規(guī)定值時，所能提供的單格電池的電壓降到規(guī)定值時，所能提供的電量。電量。 目前產(chǎn)品容量從目前產(chǎn)品容量從1Ah到幾千甚至上萬到幾千甚至上萬Ah. （書書66頁頁中部中部“電池的容量電池的容量”，200Wh？度電？度電） u 鉛鉛-酸蓄電池電解液的溫度對蓄電池的容量有影

38、響，溫酸蓄電池電解液的溫度對蓄電池的容量有影響，溫度高時，電解液的粘度下降，電阻減小，擴(kuò)散速度增度高時，電解液的粘度下降，電阻減小，擴(kuò)散速度增大，電池的化學(xué)反應(yīng)加強(qiáng)，這些都使容量增加。鉛大，電池的化學(xué)反應(yīng)加強(qiáng)，這些都使容量增加。鉛-酸酸蓄電池的使用溫度范圍為蓄電池的使用溫度范圍為+400 400C。u 使用時蓄電池所儲存的的容量不能全部放出，否則會使用時蓄電池所儲存的的容量不能全部放出，否則會對蓄電池造成損壞。對蓄電池造成損壞。太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）太陽光發(fā)電系統(tǒng)（光伏）-設(shè)備構(gòu)成設(shè)備構(gòu)成鉛鉛-酸蓄電池：酸蓄電池：蓄電池儲能裝置蓄電池儲能裝置l是對光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行管理和控制的設(shè)備。是對光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行管理和控制的設(shè)備。l 在小型光伏系統(tǒng)中，主要起到防止蓄電池過放電和在小型光伏系統(tǒng)中，主要起到防止蓄電池過放電和過充電的作用。過充電的作用。l 在大、中型光伏系統(tǒng)中，控制器擔(dān)負(fù)著平衡、管理在大、中型光伏系統(tǒng)中，控制器擔(dān)負(fù)著平衡、管理光伏系統(tǒng)的能量、保護(hù)蓄電池及整個光伏