太陽能發(fā)電系統(tǒng)及其各組成部分主要作用

1、太陽能發(fā)電系統(tǒng)及其各組成部分主要作用A1341班 朱思靈 11308110104一、太陽能發(fā)電是利用電池組件將太陽能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。太陽能電池組件(Solar cells)是利用半導(dǎo)體材料的電子學(xué)特性實(shí)現(xiàn)P-V轉(zhuǎn)換的固體裝置，在廣大的無電力網(wǎng)地區(qū)，該裝置可以方便地實(shí)現(xiàn)為用戶照明及生活供電，一些發(fā)達(dá)國家還可與區(qū)域電網(wǎng)并網(wǎng)實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)。目前從民用的角度，在國外技術(shù)研究趨于成熟且初具產(chǎn)業(yè)化的是"光伏-建筑(照明)一體化"技術(shù)，而國內(nèi)主要研究生產(chǎn)適用于無電地區(qū)家庭照明用的小型太陽能發(fā)電系統(tǒng)。 二、太陽能發(fā)電系統(tǒng)的組成：（1）太陽能電池板：太陽能電池板是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，

2、也是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中價(jià)值最高的部分。其作用是將太陽的輻射能力轉(zhuǎn)換為電能，或送往蓄電池中存儲(chǔ)起來，或推動(dòng)負(fù)載工作。 （2）太陽能控制器：太陽能控制器的作用是控制整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并對(duì)蓄電池起到過充電保護(hù)、過放電保護(hù)的作用。在溫差較大的地方，合格的控制器還應(yīng)具備溫度補(bǔ)償?shù)墓δ堋Ｆ渌郊庸δ苋绻饪亻_關(guān)、時(shí)控開關(guān)都應(yīng)當(dāng)是控制器的可選項(xiàng)； （3）蓄電池：一般為鉛酸電池，小微型系統(tǒng)中，也可用鎳氫電池、鎳鎘電池或鋰電池。其作用是在有光照時(shí)將太陽能電池板所發(fā)出的電能儲(chǔ)存起來，到需要的時(shí)候再釋放出來。 （4）逆變器：DC-AC逆變器 逆變器按激勵(lì)方式，可分為自激式振蕩逆變和他激式振蕩逆變。主要功能是將蓄電池的

3、直流 電逆變成交流電。通過全橋電路，一般采用SPWM處理器經(jīng)過調(diào)制、濾波、升壓等，得到與照 明負(fù)載頻率f，額定電壓UN等匹配的正弦交流電供系統(tǒng)終端用戶使用。三、太陽能發(fā)電系統(tǒng)的效率 在太陽能發(fā)電系統(tǒng)中，系統(tǒng)的總效率ese由電池組件的PV轉(zhuǎn)換率、控制器效率、蓄電池效率、逆變器效率及負(fù)載的效率等組成。但相對(duì)于太陽能電池技術(shù)來講，要比控制器、逆變器及照明負(fù)載等其它單元的技術(shù)及生產(chǎn)水平要成熟得多，而且目前系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換率只有17%左右。因此提高電池組件的轉(zhuǎn)換率，降低單位功率造價(jià)是太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)化的重點(diǎn)和難點(diǎn)。太陽能電池問世以來，晶體硅作為主角材料保持著統(tǒng)治地位。目前對(duì)硅電池轉(zhuǎn)換率的研究，主要圍繞著加大吸能

4、面，如雙面電池，減小反射；運(yùn)用吸雜技術(shù)減小半導(dǎo)體材料的復(fù)合；電池超薄型化；改進(jìn)理論，建立新模型；聚光電池等。四、太陽能發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)陽能電池系一種利用太陽光直接發(fā)電的光電半導(dǎo)體薄片，其將高純度的半導(dǎo)體材料加入一些不純物使其呈現(xiàn)不同的性質(zhì)，如加入硼可形成 P 型半導(dǎo)體，加入磷可形成 N 型半導(dǎo)體，PN 兩型半導(dǎo)體相結(jié)合后，當(dāng)太陽光入射時(shí)，產(chǎn)生電子與電洞，有電流通過時(shí)，則產(chǎn)生電力。由於單一太陽能電池所輸出的電力有限，為提高其發(fā)電量，將許多太陽能電池經(jīng)串并聯(lián)組合封裝程序后，做成模板，成為太陽能電池模板 ( Solar Module ) 。太陽能電池的發(fā)電能源來自於光的波長。太陽光是一種全域波長。此外

5、白熾燈的波長與日光燈的波長不同。而太陽能電池以陽光或白熾燈之波長為較適用。而且太陽能電池有三種，其中太陽能電子計(jì)算機(jī)上的太陽能電池是屬於室內(nèi)型的非晶，如果長期拿到戶外曝曬，且串并聯(lián)為較大電壓及電流時(shí)，將導(dǎo)致其內(nèi)部連結(jié)組織燒斷而損壞 太陽能電池（soler cell)亦稱光伏打電池把太陽能直接轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體器件，當(dāng)太陽光入射時(shí)被吸收的光子使PN節(jié)的2側(cè)P區(qū)和N區(qū)產(chǎn)生電子空穴對(duì)，由于擴(kuò)散而直達(dá)空間電荷區(qū)，在PN結(jié)的強(qiáng)電場作用下而分離，電子移向低電位N區(qū)，空穴移向P區(qū)，由于電子和空穴的積累，P區(qū)和N區(qū)間就產(chǎn)生了光生電動(dòng)勢。太陽能電池目前造價(jià)太高，家庭使用不合算。簡單的說吧。就是由于光子的能量照射

6、到硅和鍺構(gòu)成的半導(dǎo)體PN結(jié)中的電子孔穴位置，而電子就會(huì)產(chǎn)生遷躍，從而在兩端的半導(dǎo)體硅中產(chǎn)生電壓，如果該電壓形成回路，則產(chǎn)生電流。也就是：如果把p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體緊密地結(jié)合起來，或者在一塊半導(dǎo)體中由于摻雜不同，一邊做成p型半導(dǎo)體，另一邊做成n型半導(dǎo)體，由于電子和空穴的互擴(kuò)散作用，便形成了p-n結(jié)，并在結(jié)的兩邊形成了由n型區(qū)指向p型區(qū)的內(nèi)建電場。當(dāng)光照射時(shí)，這些已摻入少量三價(jià)或五價(jià)元素的硅半導(dǎo)體，內(nèi)部產(chǎn)生了許多電子-空穴對(duì)，在內(nèi)建電場的作用下，電子向n型區(qū)移動(dòng)，空穴向p型區(qū)移動(dòng)，這樣，n型區(qū)有很多電子，p型區(qū)有很多空穴，在p-n結(jié)附近就形成了與內(nèi)建電場方向相反的光生電場，它的一部分抵消了內(nèi)建電場，其余部分則使p區(qū)帶正電，n區(qū)帶負(fù)電，于是在n區(qū)與p區(qū)之間產(chǎn)生了光生伏特電動(dòng)勢。這種現(xiàn)象就叫做“光生伏特效應(yīng)”。太陽電池正是應(yīng)用了光生伏特效應(yīng)原理，采用硅、砷化鎵、硫化鎘等為原料，摻入適量的雜質(zhì)，經(jīng)過嚴(yán)密的工藝制成的。如果在電池兩端接上負(fù)載，則被結(jié)所分開的電子和空穴，通過太陽電池表面的柵線匯集，在外電路產(chǎn)生光生電流。如圖：五、結(jié)束語：綠色能源和可持續(xù)發(fā)展問題是本世紀(jì)人類面臨的重大課題，開發(fā)新能源，對(duì)現(xiàn)有能源的充分合理利用已經(jīng)得到各國政府的極大重視。太陽能發(fā)電作為一種取之不盡，用之不竭的清潔環(huán)保能源