太陽能產(chǎn)品課件

1、中興太陽能供電系統(tǒng)資料 2006-05-10太陽能概述目前，能源問題己是一個迫在眉睫的重要問題，人們預(yù)計，傳統(tǒng)的能源如煤、石油和木材按目前的消耗速度只能維持至年，這還沒有考慮技術(shù)進步將不斷擴大對能源的需求。 而在人類可以預(yù)測的將來，太陽能可以說是一種取之不盡，用之不竭的潔凈能源，而且基本上不受地理條件的限制，因而人們尋找各種方法來利用太陽能 。太陽是一個巨大的能源，它以光輻射形式每秒鐘向太空發(fā)射約3.81020MW能量，其中的22億分之一投射到地球，地球一年從太陽獲得的能量達1.81018KWH，這是一個極其巨大的、其它任何能量形式不可取代的能源。 作為最具可持續(xù)發(fā)展特征的太陽能，是緩解全球能

2、源危機和有效改善人類居住環(huán)境的最佳選擇，必將成為未來人類基礎(chǔ)能源的重要組成部分。 “能源與環(huán)境”從未象最近幾年這樣受到全世界的共同關(guān)注。太陽能發(fā)電的發(fā)展狀況1839年發(fā)現(xiàn)“光生伏特效應(yīng)”（簡稱“光伏效應(yīng)”），恰賓和皮爾松1954年在貝爾實驗室，第一次做出了光電轉(zhuǎn)換效率為6%的實用單晶硅太陽電池，開創(chuàng)了光伏發(fā)電實用化的新紀元。 從光伏效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)到具有實用性的太陽電池經(jīng)歷了100多年的努力。太陽電池是一種直接將太陽能轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體器件，大量的太陽電池（主要是硅太陽電池）組合，建成光伏電站，就能像常規(guī)電站一樣為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、通信、人類生活提供可靠的能源。 70年代到90年代初，光伏電站主要用來為缺

3、電、無電地區(qū)的居民提供生活用電，同時也為通訊、微波中繼站、石油管線和輸氣管線陰極保護，海上航標燈等提供免維護電源，取得了很大的成功。 自90年代以來，由于光伏電站的成本大幅度下降，更重要的是，無止境地使用常規(guī)能源，使人類賴以生存的環(huán)境造成了嚴重的污染，大規(guī)模地利用太陽能，是制止污染，改善人類自身生存環(huán)境的有效途徑之一。 尤其是進入21世紀，太陽能行業(yè)的發(fā)展達到了前所未有的速度。2004年，全球光伏電池的生產(chǎn)首次超過了100萬千瓦（1000MW），比2003年增長了60%。目前光伏產(chǎn)品90左右仍然是以晶硅電池技術(shù)為主 。太陽能發(fā)電是一種典型的綠色能源，它有許多優(yōu)點，安全可靠、無噪聲、無污染、不受

4、地域限制、無需消耗燃料、無機械轉(zhuǎn)動部件、故障率低、維護方便、可以無人值守、規(guī)模大小隨意和可以方便地與建筑物相結(jié)合等，這些優(yōu)點都是常規(guī)發(fā)電和其它發(fā)電方式所不及的。它的應(yīng)用對于未來解決地球人類可持續(xù)發(fā)展的能源問題是一個理想的途徑。世界各國如美國、德國、小日本、荷蘭、意大利、西班牙、瑞士、芬蘭、奧地利、英國、加拿大等紛紛制定了自己的光伏發(fā)展計劃。國際太陽電池市場將逐步由邊遠地區(qū)和農(nóng)村的補充能源向全社會的替代能源過渡。 中國的太陽能產(chǎn)業(yè)狀況：中國光伏發(fā)電技術(shù)的研制、生產(chǎn)和應(yīng)用發(fā)展歷史，大致和世界的發(fā)展過程同步，已有30多年的歷史，具備各種太陽電池大規(guī)模的生產(chǎn)能力。早些年，產(chǎn)品大部分銷往西北五省以及西藏

5、、四川西北等無電地區(qū)。近幾年以來，在我國經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，太陽電池的應(yīng)用也在迅速上升，太陽能應(yīng)用的領(lǐng)域也在擴展，產(chǎn)品在國內(nèi)的銷售區(qū)域更加廣闊。同時，最近幾年由于各發(fā)達國家制定的光伏發(fā)展計劃，極大的刺激了太陽能電池需求。我國目前太陽能利用的增長速度是每年20%到30%。中國的太陽能產(chǎn)業(yè)在最近的5年左右有了突飛猛進的發(fā)展，2004年的年產(chǎn)能已經(jīng)擠身世界光伏前5強，現(xiàn)在總體上已經(jīng)成為繼日德之后的世界第三大光伏制造國 。但是由于沒有形成有規(guī)模的多晶硅材料產(chǎn)業(yè) ，多晶硅材料已成為制約我國太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“瓶頸”。 目前中國的太陽能電池供不應(yīng)求，而且業(yè)界預(yù)測這種狀況在2020年前不會緩解。太陽電池分類 ：太陽

6、電池按基本材料分類，可分為：晶體硅太陽電池（單晶硅太陽電池，多晶硅太陽電池）、非晶硅太陽電池、多晶硅薄膜太陽電池、化合物太陽電池（硫化鎘太陽電池、硒銦銅太陽電池、碲化鎘太陽電池、砷化鎵太陽電池等）、有機半導(dǎo)體太陽電池等。單晶硅和多晶硅電池占據(jù)光伏市場的主導(dǎo)地位，所占比例已超過80%，而且保持繼續(xù)增長的趨勢。按用途可分為：空間太陽電池、地面太陽電池、光伏傳感器。衡量太陽電池技術(shù)水平的主要標志：將光能轉(zhuǎn)化為電能的光電轉(zhuǎn)換效率。太陽電池的生產(chǎn)成本。太陽電池電性能 ：I-V特性：太陽電池輸出功率等于輸出電壓乘以輸出電流。開路電壓是當太陽電池開路時，太陽電池可能達到的最大電壓，短路電流是組件在外接負載為

7、零時，能夠達到的最大輸出電流。太陽電池輸出電流與輸出電壓之間的關(guān)系曲線稱為太陽電池I-V曲線。太陽電池最大的輸出功率相對應(yīng)的I-V曲線點稱為最大功率點。隨著工作電壓由零逐漸增大，輸出電流有所減小，輸出功率將逐漸增大，超過最大功率點后，隨著工作電壓的繼續(xù)增加，輸出電流快速減小，輸出功率也將減少。 光強對太陽電池輸出電流、電壓的影響 ：在一個太陽強度附近的光強下，太陽電池輸出功率與太陽輻射強度的影響基本成比例：日照增強時輸出也隨之增加。 太陽電池的溫度特性 ：太陽電池輸出電流隨溫度變化不大，但輸出電壓隨溫度變化明顯：dVoc / dT = -2.1 -2.3（mV/） 。 太陽能發(fā)電的優(yōu)缺點 太陽

8、能發(fā)電的優(yōu)點結(jié)構(gòu)簡單，系統(tǒng)大小靈活；易運輸、安裝，建設(shè)周期短；維護簡單或免維護；清潔、安全、無噪音；可靠性高、壽命長；應(yīng)用范圍廣。 太陽能發(fā)電的缺點初投資大；能量分散，占地面積大：由于太陽光能量密度較低，在地表直接獲得太陽輻照最大的西藏也只有約1.2kW/m2；間歇性大；區(qū)域性強。 太陽能供電系統(tǒng)組成： 太陽能供電系統(tǒng)主要由太陽電池、蓄電池、控制器、逆變器、負載組成。太陽電池：是光伏系統(tǒng)的主要組成部分，在陽光照射下產(chǎn)生光生電動勢，將太陽光轉(zhuǎn)化為電能。通常將多個太陽電池片串、并聯(lián)成一定電性能的太陽電池串，封裝成具有機械強度的太陽電池組件。太陽電池方陣是太陽電池的組合體，將多個組件固定在支架上，用

9、導(dǎo)線連在一起，產(chǎn)生系統(tǒng)所需的電壓和電流。控制器：是連接太陽電池方陣、各種用電設(shè)施和蓄電池組的中心，是光伏系統(tǒng)的控制裝置。通過對系統(tǒng)輸入輸出功率的調(diào)節(jié)與分配，實現(xiàn)光伏系統(tǒng)的各種控制能。蓄電池：光伏系統(tǒng)的儲能裝置。逆變器：將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姡峁┙涣髫撦d使用的電氣設(shè)備。負載：使用光伏系統(tǒng)提供的電能以為動力的裝置或設(shè)備，其中以直流電為動力的稱為直流負載，以交流電為動力的稱為交流負載。 太陽電池：制造太陽電池的半導(dǎo)體材料已知的有十幾種，因此太陽電池的種類也很多；目前技術(shù)最成熟，并最具有商業(yè)價值的太陽電池要算晶體硅太陽電池，即單晶硅太陽電池和多晶硅太陽電池的統(tǒng)稱。商品化的太陽電池在市場上80%以上是晶

10、體硅太陽電池。 太陽電池工作示意圖太陽電池工作原理簡介：晶體硅太陽電池是具有P-N結(jié)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件。太陽電池吸收太陽光能后，激發(fā)產(chǎn)生電子、空穴對，電子、空穴對被半導(dǎo)體內(nèi)部P-N結(jié)自建電場分開，電子流入n區(qū)，空穴流入p區(qū)，形成光生電場。將晶體硅太陽電池的正、負電極與外接電路連接，外接電路中就有光生電流流過。 太陽電池：太陽能級硅材料硅錠太陽能電池片硅塊硅片太陽能電池組件太陽能電池方陣太陽能電池組件一般是由單片太陽電池、EVA膠膜、低鐵鋼化玻璃和由氟塑料、滌綸復(fù)合而成的TPT/TPE背膜組成。利用可靠的焊接技術(shù)、高真空加熱層壓工藝并安裝經(jīng)防腐處理鋁合金邊框、水密接線盒，組成結(jié)構(gòu)合理，氣密、水密，

11、抗紫外線老化，抗一定級別冰雹襲擊，和抗風強度達2400Mpa的太陽電池組件，結(jié)構(gòu)圖如下：太陽能供電系統(tǒng)的主要性能指標太陽能電池組件：工作電壓：16.8V，33.6V功率(Wp)：55，85，110，165Wp絕緣電阻：不小于50M耐電壓： DC1000V 1min無絕緣擊穿或表面無破裂現(xiàn)象組件使用10年后功率下降不超過使用前的10%面積比功率達到140瓦/平方米（單晶硅太陽能電池）使用溫度：-40 +85相對濕度：95%海撥高度：5500米以下最大積雪厚度：20cm最大風速：60m/s平均無故障時間應(yīng)不小于100000小時 太陽能控制器：蓄電池過充電保護；蓄電池過放電保護；蓄電池開路保護；負載過電壓保護；夜間防反充電保護；太陽能電池接反保護；浮充溫度補償。蓄電池：標準條件下的自放電率：2%浮充使用壽命：10年（12V系列為6年）額定工作環(huán)境溫度：-15 +45允許的濕度范圍：95%其它：免維護、無記憶光伏系統(tǒng)配置設(shè)計簡介：確定負載大?。汗夥到y(tǒng)負載負荷總量等于各個負載功率與工作時間乘積之和； 確定當?shù)貧庀髼l件：歷史最長連續(xù)陰雨天數(shù)、每天平均標準光照時間。確定其他配置條件：環(huán)境其溫、地形地勢、地理緯度等。最適合應(yīng)用太陽能的地域：海拔高 、大氣層薄而清潔（透明度好）