互補(bǔ)運(yùn)行發(fā)電系統(tǒng)

風(fēng)力發(fā)電基礎(chǔ)第6章互補(bǔ)運(yùn)行發(fā)電系統(tǒng)

化學(xué)工業(yè)出版社目錄6.1互補(bǔ)運(yùn)行發(fā)電系統(tǒng)概述6.2風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)6.3風(fēng)力-柴油互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)26.1互補(bǔ)運(yùn)行發(fā)電系統(tǒng)概述6.1.1主要特點(diǎn)由兩種以上的能源組成的供電系統(tǒng)至少有一種能源相對(duì)穩(wěn)定，才能保證系統(tǒng)供電的連續(xù)性和穩(wěn)定性供電系統(tǒng)的可靠性更高配置更加靈活3二、互補(bǔ)系統(tǒng)的類型6.1.2主要類型風(fēng)力-光伏互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)風(fēng)力-柴油互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)光伏-柴油互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)風(fēng)力-光伏-柴油互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)46.2風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)所謂風(fēng)光互補(bǔ)，實(shí)質(zhì)上就是風(fēng)能和太陽(yáng)能在能量上的相互補(bǔ)充，共同給負(fù)載供電。56.2.1風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)的組成風(fēng)能資源不論白天還是夜晚都存在，而太陽(yáng)能資源在白天才有，但由于太陽(yáng)能相對(duì)較為連續(xù)穩(wěn)定，彌補(bǔ)了風(fēng)能的間歇性特點(diǎn)，而太陽(yáng)能也彌補(bǔ)了風(fēng)能在白天的不連續(xù)性。6在新能源中，太陽(yáng)能與風(fēng)能的開發(fā)與利用日趨受到各國(guó)的普遍重視，己經(jīng)成為新能源領(lǐng)域中開發(fā)利用水平最高，技術(shù)最成熟，應(yīng)用最廣泛，最具商業(yè)化發(fā)展條件的新型能源。我國(guó)幅員遼闊，地理位置南北方向自北緯4o至52o多，東西方向白東經(jīng)73o至135o多，太陽(yáng)能資源十分豐富。7據(jù)氣象局測(cè)算，按離地10米高度估算全國(guó)陸地風(fēng)能資源總量約32.26千瓦，海上風(fēng)能儲(chǔ)量約7.5億千瓦。所以說(shuō)我國(guó)是一個(gè)非常適合利用太陽(yáng)能和風(fēng)能的國(guó)家，高效的利用太陽(yáng)能及風(fēng)能資源將有效的緩解資源危機(jī)和環(huán)境污染等問(wèn)題。8自丹麥學(xué)者1981年提出太陽(yáng)能和風(fēng)能混合利用技術(shù)以來(lái)，風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的研究從理論到實(shí)踐已走過(guò)了近30個(gè)年頭。然而起初的風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)其結(jié)構(gòu)形式只是將傳統(tǒng)的獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)和獨(dú)立風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的組合。其中有兩套控制裝置分別對(duì)風(fēng)力機(jī)和光伏陣列進(jìn)行檢測(cè)、保護(hù)以及對(duì)蓄電池充電進(jìn)行控制。這無(wú)疑增加了系統(tǒng)的投資。9以前的風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)10目前的風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)1112風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)主要由風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、太陽(yáng)能光伏陣列、控制器、蓄電池、逆變器、交流直流負(fù)載等部分組成。該系統(tǒng)是集風(fēng)能、太陽(yáng)能及蓄電池等多種能源發(fā)電技術(shù)及系統(tǒng)智能控制技術(shù)為一體的復(fù)合可再生能源發(fā)電系統(tǒng)。13整個(gè)風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)按環(huán)節(jié)可劃分為能量產(chǎn)生環(huán)節(jié)、能量存儲(chǔ)環(huán)節(jié)、能量消耗環(huán)節(jié)等三部分。能量產(chǎn)生環(huán)節(jié)由風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和太陽(yáng)能光伏陣列組成，負(fù)責(zé)將風(fēng)能及太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能;能量存儲(chǔ)環(huán)節(jié)為蓄電池，它將風(fēng)機(jī)和太陽(yáng)能產(chǎn)生的電能儲(chǔ)存在其中，起到穩(wěn)定供電的作用;能量消耗環(huán)節(jié)指系統(tǒng)的負(fù)載，其中包括直流負(fù)載和交流負(fù)載。14風(fēng)力發(fā)電部分風(fēng)力發(fā)電部分是利用風(fēng)力機(jī)將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，通過(guò)風(fēng)力發(fā)電機(jī)將械能轉(zhuǎn)換為電能，再通過(guò)控制器對(duì)蓄電池充電，經(jīng)過(guò)逆變器對(duì)負(fù)載供電。風(fēng)力發(fā)電機(jī)是風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)中風(fēng)能的吸收和轉(zhuǎn)化設(shè)備。從能量轉(zhuǎn)換角度看，風(fēng)力發(fā)電機(jī)由兩大部分組成。其一是風(fēng)力機(jī)，它的功能是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，其二是發(fā)電機(jī)，它的功能是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成為電能。300W風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出功率曲線

15光伏發(fā)電部分光伏發(fā)電部分利用太陽(yáng)能電池板的光伏效應(yīng)將光能轉(zhuǎn)換為電能，然后對(duì)蓄電池充電，通過(guò)逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電對(duì)負(fù)載進(jìn)行供電。風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)中，由光伏陣列負(fù)責(zé)將太陽(yáng)光輻射轉(zhuǎn)換成電能。光伏陣列由一系列的太陽(yáng)能電池經(jīng)過(guò)串、并聯(lián)后組成。太陽(yáng)能電池是光伏發(fā)電的最基本單元，其基本種類有單晶硅太陽(yáng)電池、多晶硅太陽(yáng)電池和非晶硅太陽(yáng)電池。16風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)控制部分根據(jù)日照強(qiáng)度、風(fēng)力大小及負(fù)載的變化，不斷對(duì)蓄電池組的工作狀態(tài)進(jìn)行切換和調(diào)節(jié)：一方面把調(diào)整后的電能直接送往直流或交流負(fù)載。另一方面把多余的電能送往蓄電池組存儲(chǔ)。發(fā)電量不能滿足負(fù)載需要時(shí)，控制器把蓄電池的電能送往負(fù)載，保證了整個(gè)系統(tǒng)工作的連續(xù)性和穩(wěn)定性。17風(fēng)光互補(bǔ)控制器18風(fēng)光互補(bǔ)控制器19風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的控制部分應(yīng)起到如下幾個(gè)作用：①保證風(fēng)電、光電向蓄電池充電及向負(fù)載供電的同時(shí)保證各種必要參數(shù)的計(jì)量、檢測(cè)和顯示。②當(dāng)蓄電池過(guò)充電或過(guò)放電時(shí)，可以報(bào)警或自動(dòng)切斷線路，保護(hù)蓄電池。③按需要給出高精度的恒電壓或恒電流。20

④當(dāng)蓄電池有故障時(shí)，可以自動(dòng)切換，接通備用蓄電池，以保證負(fù)載正常用電。⑤當(dāng)負(fù)載發(fā)生短路時(shí)，可以自動(dòng)斷開;阻塞二極管的作用是避免太陽(yáng)電池方陣不發(fā)電或出現(xiàn)短路故障時(shí)蓄電池通過(guò)太陽(yáng)電池放電。它串接在太陽(yáng)電池方陣電路中起單向?qū)ǖ淖饔?。要求它能承受足夠大的電流，而且正向電壓降要小，反向飽和電流要小，因此，選用合適的整流二極管即可。21蓄電池部分

蓄電池是獨(dú)立運(yùn)行風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)的儲(chǔ)能裝置。由多塊蓄電池組成，在風(fēng)力和日照充足時(shí)可存儲(chǔ)供給負(fù)載后多余的電能；在風(fēng)力和日照不佳時(shí)輸出電能給負(fù)載。因此，蓄電池在系統(tǒng)中起到能量調(diào)節(jié)和平衡負(fù)載兩大作用。固定式鉛酸蓄電池因其具有性能優(yōu)良、質(zhì)量穩(wěn)定、容量較大、價(jià)格較低，是目前我國(guó)風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)中主要選用的儲(chǔ)能裝置。

蓄電池的性能指標(biāo)有:容量放電電流放電中止電壓放電率功率與比功率自放電率

蓄電池工作狀態(tài)示意圖

22逆變系統(tǒng)逆變系統(tǒng)由幾臺(tái)逆變器組成，逆變器是指整流器的逆向變換器，它是通過(guò)半導(dǎo)體功率開關(guān)器件的開通和關(guān)斷作用，把直流電能變換成交流電能的一種電力電子變換器。其變換效率較高，但變換輸出波形較差，含有相當(dāng)多諧波成分的波形，因而需要進(jìn)行交流低通濾波器的濾波。直流負(fù)載直流負(fù)載主要是指以直流電為動(dòng)力的裝置或設(shè)備。如直流電機(jī)、高強(qiáng)度LED發(fā)光管等。交流負(fù)載交流負(fù)載主要是指以交流電為動(dòng)力的裝置獲設(shè)備。如日常家用電器，交流電機(jī)等。236.2.2風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1.利用太陽(yáng)能風(fēng)能的互補(bǔ)特性，可以產(chǎn)生比較穩(wěn)定的總輸出，增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。在風(fēng)、光資源豐富并且互補(bǔ)性較好的地區(qū)，合理匹配設(shè)計(jì)的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)可以滿足用戶較大的用電需求，并能達(dá)到一年四季均衡供電。這是采用單一風(fēng)力或太陽(yáng)能發(fā)電無(wú)法達(dá)到的。242.在保證同樣供電的情況下，風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)所需的蓄電池容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于單一風(fēng)力或太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，且通過(guò)系統(tǒng)匹配的優(yōu)化設(shè)計(jì)，太陽(yáng)能電池板容量降低，避免了因昂貴太陽(yáng)能電池帶來(lái)的系統(tǒng)的高成本。同時(shí)，風(fēng)電和光電系統(tǒng)在蓄電池組和逆變環(huán)節(jié)是可以通用的，所以風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的造價(jià)可以降低，系統(tǒng)成本趨于合理。253.充分利用了自然資源，大大增加了對(duì)蓄電池的有效充電時(shí)間，改善了蓄電池的工作條件，通過(guò)選擇合理的蓄電池充放電控制策略，更能延長(zhǎng)了蓄電池的使用壽命，減少系統(tǒng)的維護(hù)。26缺點(diǎn)：1.系統(tǒng)設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，對(duì)系統(tǒng)的控制和管理要求較高；2.由于風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)存在著兩種類型的發(fā)電單元，與單一發(fā)電方式相比，增加了維護(hù)工作的難度和工作量。276.2.3光伏電池發(fā)電原理及其特性光伏電池發(fā)電原理光傳導(dǎo)現(xiàn)象：當(dāng)光照射到半導(dǎo)體上時(shí)，不純物中的電子被激勵(lì)，由于帶間激勵(lì)，價(jià)電子帶的電子被傳導(dǎo)帶激勵(lì)而產(chǎn)生自由載流子，從而導(dǎo)致電氣傳導(dǎo)度增加的現(xiàn)象。28光電效應(yīng)：光電效應(yīng)是物理學(xué)中一個(gè)重要而神奇的現(xiàn)象，在光的照射下，某些物質(zhì)內(nèi)部的電子會(huì)被光子激發(fā)出來(lái)而形成電流，即光生電。29單晶硅太陽(yáng)電池的構(gòu)造◆單晶硅電池的構(gòu)造30單晶硅太陽(yáng)電池收到光照射產(chǎn)生載流子的情況Ln—電子的擴(kuò)散距離；Lp—正孔的擴(kuò)散距離d—結(jié)合深度W—遷移區(qū)31PN結(jié)采用不同的摻雜工藝，通過(guò)擴(kuò)散作用，將P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體制作在同一塊半導(dǎo)體（通常是硅或鍺）基片上,在它們的交界面就形成空間電荷區(qū)稱PN結(jié)。

32★P型半導(dǎo)體（P指positive，帶正電的）：由單晶硅通過(guò)特殊工藝摻入少量的三價(jià)元素組成，會(huì)在半導(dǎo)體內(nèi)部形成帶正電的空穴?！?/p>

N型半導(dǎo)體（N指negative，帶負(fù)電的）：由單晶硅通過(guò)特殊工藝摻入少量的五價(jià)元素組成，會(huì)在半導(dǎo)體內(nèi)部形成帶負(fù)電的自由電子。33載流子分極的情況34由圖可知，光照射而產(chǎn)生的電子-空穴對(duì)由于遷移區(qū)內(nèi)部電場(chǎng)的作用而左右漂移，在兩端的電極聚集而產(chǎn)生光電壓Vph,當(dāng)太陽(yáng)電池與負(fù)載連接時(shí)，P型硅的正孔，N型硅的電子流向負(fù)載便形成光電流Iph。35太陽(yáng)能電池的發(fā)電原理及構(gòu)造36

一般太陽(yáng)能的構(gòu)造如上圖所示?，F(xiàn)多使用P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體組合而成的PN結(jié)型太陽(yáng)電池。P型半導(dǎo)體PN結(jié)型太陽(yáng)能電池N型半導(dǎo)體電極反射防止膜37★發(fā)電原理：當(dāng)太陽(yáng)的光能被太陽(yáng)電池吸收，產(chǎn)生正離子（+）（正孔）和負(fù)離子（-）（電子）。正離子向P型半導(dǎo)體集結(jié)，負(fù)離子向N型半導(dǎo)體集結(jié)，當(dāng)在太陽(yáng)電池的表面和背后的電極之間接上負(fù)載時(shí)，便有電流通過(guò)。38光伏電池太陽(yáng)能電池硅半導(dǎo)體化合物半導(dǎo)體有機(jī)半導(dǎo)體結(jié)晶系非晶硅系單晶硅太陽(yáng)能電池多晶硅太陽(yáng)能電池多晶硅薄膜太陽(yáng)能電池非晶硅太陽(yáng)電池Ⅲ-Ⅴ族化合物（GaAs)太陽(yáng)能電池Ⅱ-Ⅵ族化合物（CdS/CdTe)太陽(yáng)能電池三元（Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族）化合物（CnInSe2)色素增感太陽(yáng)電池有機(jī)薄膜太陽(yáng)電池39單晶硅太陽(yáng)能電池◆外觀：?jiǎn)尉Ч杼?yáng)電池的硅原子的排列比較規(guī)則；◆轉(zhuǎn)換效率：在硅太陽(yáng)電池中，單晶硅轉(zhuǎn)換效率最高，轉(zhuǎn)換效率的理論值為24%～26%，實(shí)際產(chǎn)品在15%～18%以上?！籼攸c(diǎn)：材料豐富制造技術(shù)成熟結(jié)晶缺陷少，轉(zhuǎn)換效率高可靠性較高，特性比較穩(wěn)定4041多晶硅太陽(yáng)電池◆外觀：它是由單晶硅顆粒聚集而成；◆轉(zhuǎn)換效率：轉(zhuǎn)換效率的理論值為20%，實(shí)際產(chǎn)品在12%～14%?！籼攸c(diǎn)：1.與單晶硅相比，轉(zhuǎn)換效率略低；2.原材料較豐富，制造比較容易；3.使用量較大，已超過(guò)單晶硅，占主導(dǎo)地位。4243非晶硅太陽(yáng)電池◆外觀：?jiǎn)尉Ч杼?yáng)電池的硅原子排列呈現(xiàn)無(wú)規(guī)則狀態(tài)?！艮D(zhuǎn)換效率：轉(zhuǎn)換效率的理論值為18%，實(shí)際產(chǎn)品在9%左右?！糁谱鬟^(guò)程：在玻璃板上使用蒸鍍非晶硅的方法，在薄膜狀態(tài)（厚度為數(shù)微米）下制作而成。44◆特點(diǎn)：1.制作所需材料少，大量生產(chǎn)成本低；2.制造工藝簡(jiǎn)單，大面積化容易；3.可以制造出各種曲面形狀；4.可以做成薄膜電池，應(yīng)用前景廣闊?！魬?yīng)用：計(jì)算器、鐘表4546化合物太陽(yáng)電池◆構(gòu)成：化合物太陽(yáng)能電池是由兩種以上的半導(dǎo)體元素構(gòu)成；◆分類：Ⅲ-Ⅴ族化合物（GaAs)太陽(yáng)能電池Ⅱ-Ⅵ族化合物（CdS/CdTe)太陽(yáng)能電池三元（Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族）化合物（CuInSe2:CIS)太陽(yáng)能電池47Ⅲ-Ⅴ族化合物（GaAs)太陽(yáng)能電池◆分類：?jiǎn)谓Y(jié)合電池單元、多結(jié)合電池單元、聚光型電池單元、薄膜型電池單元?！籼攸c(diǎn)：1.轉(zhuǎn)換效率高，單結(jié)合26%～28%,兩結(jié)合、三結(jié)合的可望達(dá)到35%～42%。2.耐輻射性、溫度特性較好?！魬?yīng)用：適用于聚光發(fā)電，已經(jīng)宇宙發(fā)電中得到應(yīng)用。48Ⅱ-Ⅵ族化合物（CdS/CdTe)太陽(yáng)能電池◆發(fā)展：1.1986年首次用于計(jì)算器；2.1988年開發(fā)出戶外用的太陽(yáng)電池組件?！艮D(zhuǎn)換效率：CdS/CdTe半導(dǎo)體太陽(yáng)電池的轉(zhuǎn)換效率為33.62%～44.44%?！魬?yīng)用：可以作為低成本、高轉(zhuǎn)換效率的薄膜太陽(yáng)電池應(yīng)用。49CIS（銅銦硒薄膜電池）太陽(yáng)電池◆轉(zhuǎn)換效率：CIS太陽(yáng)電池的轉(zhuǎn)換效率為:小面積18.8%，大面積達(dá)到12～14%；轉(zhuǎn)換效率會(huì)隨著面積的增加而急劇下降?！籼攸c(diǎn)：1.光吸收系數(shù)大，可以作為薄膜太陽(yáng)電池材料；2.可以在較低溫度下形成薄膜，可作為低成本的襯底；3.長(zhǎng)時(shí)間使用，性能較為穩(wěn)定；4.資源少，費(fèi)用較高，主要用于宇宙發(fā)電領(lǐng)域。50有機(jī)太陽(yáng)電池光合作用：植物利用太陽(yáng)能量將CO2和H2O合成糖等有機(jī)物。有機(jī)太陽(yáng)電池：源于植物、細(xì)菌的光合作用的模型進(jìn)行研究的。光合作用過(guò)程中，葉綠素等色素吸收太陽(yáng)光能，產(chǎn)生電子、正孔，導(dǎo)致電荷向同一方向移動(dòng)而產(chǎn)生電能。何謂有機(jī)太陽(yáng)電池?51色素增感太陽(yáng)電池◆定義：在光激勵(lì)狀態(tài)下伴隨化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生光電流的光化學(xué)電池。◆構(gòu)造：透明導(dǎo)電性玻璃、微結(jié)晶膜、無(wú)機(jī)酸化物、增感色素、電解質(zhì)溶液?！籼攸c(diǎn)：制造成本低、所需材料豐富、耗能少、品種多、對(duì)環(huán)境影響小。◆應(yīng)用：用于建材和鐘表行業(yè)。52有機(jī)薄膜電池◆構(gòu)成：色素、高分子材料◆構(gòu)造：透明導(dǎo)電性玻璃、微結(jié)晶膜、無(wú)機(jī)酸化物、增感色素、電解質(zhì)溶液◆特點(diǎn)：制造成本低、方法簡(jiǎn)單、耗能少、成本低、對(duì)環(huán)境影響小。隨著人們認(rèn)識(shí)的提高、地球升溫的加速，有機(jī)太陽(yáng)電池的研究越來(lái)越受到重視！53薄膜太陽(yáng)電池◆形成：它是由一種半導(dǎo)體層厚度在幾微米到幾十微米以下的太陽(yáng)電池，是在成本較低的玻璃襯底上堆積結(jié)晶硅系等材料的薄膜而形成的元件?！籼攸c(diǎn)：節(jié)約原材料、效率高、特性穩(wěn)定、成本低。54透明太陽(yáng)能電池◆形成：它是一種讓可視光穿過(guò)，而吸收紫外光，將其轉(zhuǎn)化成電能的裝置?！籼攸c(diǎn)：轉(zhuǎn)換效率低（紫外光占太陽(yáng)光能量的8%），節(jié)能，可以提高能源綜合利用率◆制造方法：對(duì)由氧化鋅半導(dǎo)體（N型）和銅鋁氧化物半導(dǎo)體（P型）組成的部分，通過(guò)對(duì)氣體的霧狀、電路板的溫度進(jìn)行控制，在低于500℃的溫度下，在玻璃板上將這些氧化物半導(dǎo)體制成透明半導(dǎo)體。55混合型太陽(yáng)電池◆形成：它是由薄膜非晶硅與單晶硅集成?！籼攸c(diǎn)：1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)換效率高；2.溫度上升對(duì)其特性的影響小，實(shí)際發(fā)電量較多；3.其形成溫度低（在200℃以下），比較節(jié)省能源。4.由于采用表面、背面對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，可以減少應(yīng)熱膨脹引起的不均勻，因此可以采用薄型襯底，節(jié)省能源；5.由于可以利用表面的入射光進(jìn)行發(fā)電，因此可兩面發(fā)電。56球狀太陽(yáng)電池◆形成：它是由直徑約為1.5mm的球形，類似圓形的藥丸，使用單晶硅材料制成，可以吸收任何方向的光線，表面可以利用直接照射的光發(fā)電，背面可以利用反射的光發(fā)電?！艮D(zhuǎn)換效率：以達(dá)到19%以上?！籼攸c(diǎn)：1.采用無(wú)重力方法制造，制造能耗少，；2.使用原材料少，可以做成各種形狀◆應(yīng)用領(lǐng)域：住宅太陽(yáng)能發(fā)電、移動(dòng)電子設(shè)備、手機(jī)、交通等領(lǐng)域。

57層積型太陽(yáng)電池◆形成：它是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的太陽(yáng)電池層積而成?！籼攸c(diǎn)：可以利用較寬波長(zhǎng)范圍的光，轉(zhuǎn)換效率較高。58光伏陣列分類單體太陽(yáng)能電池不能直接作為電源使用。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，是按照電性能的要求，將幾片或幾十片單體太陽(yáng)電池串聯(lián)、并聯(lián)連接起來(lái)，經(jīng)過(guò)封裝，組成一個(gè)可以單獨(dú)作為電源使用的最小單元，即太陽(yáng)能電池組件。太陽(yáng)能電池方陣，則是由若干個(gè)太陽(yáng)能電池組件串聯(lián)、并聯(lián)連接而排列成的陣列。平板式光伏陣列曲面式光伏陣列聚光式光伏陣列定向安裝式光伏陣列

59太陽(yáng)電池的基本參數(shù)開路電壓Voc：短路電流Isc：最大功率Pm：最大工作電壓Vm：最大工作電流Im：轉(zhuǎn)換效率

：如：16.5%填充（曲線）因子FF：如：72％60太陽(yáng)電池的輸出曲線

Pm為最大輸出功率：Pm=ImVm評(píng)價(jià)太陽(yáng)電池輸出特性的另一重要參數(shù)是填充因子FF,定義為最大輸出功率與(ISCVoc)之比：FF=Pm／VocIsc=VmIm／VocIsc電流電壓IscImVm

Voc0IVMA1/Rm61太陽(yáng)電池的轉(zhuǎn)換效率太陽(yáng)電池的轉(zhuǎn)換效率用

表示，即太陽(yáng)電池最大輸出功率與照射到電池上的入射光的功率之比。太陽(yáng)電池的面積為0.5m2,太陽(yáng)光的輻照強(qiáng)度為1kW/m2,如果太陽(yáng)電池的發(fā)電出力為70W，那么該電池組件的轉(zhuǎn)化效率是多少？一天按照8個(gè)小時(shí)計(jì)算，一天可發(fā)多少電？62太陽(yáng)能電池組件是將太陽(yáng)光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娔艿墓夥l(fā)電裝置。具有封裝及內(nèi)部聯(lián)結(jié)的能單獨(dú)提供直流電輸出的最小可分割的太陽(yáng)電池組合裝置。63

根據(jù)用戶對(duì)功率和電壓的不同要求制成的太陽(yáng)電池組件可單個(gè)使用，也可以由數(shù)個(gè)太陽(yáng)電池組件經(jīng)過(guò)串聯(lián)（以滿足電壓要求）和并聯(lián)（以滿足電流要求）形成供電方陣提供更大的電功率。640.6V/8A0.6V×60/8A=36V/8APV電池板（PV組件）65

匯流箱PV電站子陣列PV組串1（20）720V/8APV組串(n個(gè))720V/8A×n66匯流箱匯流箱匯流箱匯流箱低壓開關(guān)柜-配電箱逆變器至35KV/110KV電網(wǎng)220V/50Hz升壓變壓器720V﹢﹣720V/8A×n

720V/8A×n×m67PV組件正面圖柵線，負(fù)極68PV組件背面圖底電極，正極6970單晶硅太陽(yáng)電池以單晶硅為基體材料的太陽(yáng)電池多晶硅太陽(yáng)電池以多晶硅為基體材料的太陽(yáng)電池非晶硅太陽(yáng)電池化合物太陽(yáng)電池有機(jī)太陽(yáng)能電池太陽(yáng)能電池類型太陽(yáng)能電池生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)介71硅片3太陽(yáng)電池4太陽(yáng)電池組件5硅棒2單晶體硅太陽(yáng)能電池片的生產(chǎn)過(guò)程高純硅材料172多晶體硅太陽(yáng)能電池片的生產(chǎn)過(guò)程高純硅料硅碇硅塊硅片電池片電池組件73

硅太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)主柵線+柵線玻璃蓋片粘結(jié)劑減反射膜擴(kuò)散區(qū)

基體底電極

74標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件環(huán)境溫度：25±2℃輻照強(qiáng)度：1000W/㎡大氣質(zhì)量：AM1.5所謂太陽(yáng)電池的峰瓦（Wp)就是指太陽(yáng)電池在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下的額定最大輸出功率。

例如：我們平常所說(shuō)的某電池片的標(biāo)稱功率是2.52Ｗ756.2.4蓄電池充電控制原理蓄電池最佳充電曲線

76恒流充電恒流充電就是以固定不變的電流對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，在充電過(guò)程中隨著蓄電池端電壓的變化要進(jìn)行電流調(diào)整使之不變。這種方法適合于對(duì)多個(gè)蓄電池串聯(lián)組成的蓄電池組進(jìn)行充電。

77恒壓充電

恒壓充電就是以一恒定電壓對(duì)蓄電池進(jìn)行充電。在充電初期由于鉛酸蓄電池電壓較低，充電電流較大，但隨著蓄電池電壓的逐漸升高，電流逐漸減少。在充電末期只有很小的電流通過(guò)，這樣充電過(guò)程中就不必調(diào)整電流。相對(duì)恒流充電來(lái)說(shuō)，該種方法的充電電流自動(dòng)減少，所以充電過(guò)程中析氣量小，充電時(shí)間短，能耗低。78分階段充電這種方法是為了克服恒流與恒壓充電的缺點(diǎn)而結(jié)合的一種充電策略。它首先對(duì)蓄電池采用恒流充電方式充電，蓄電池充電到達(dá)一定容量后，然后采用恒壓充電方式充電。采用這種充電方式，在充電初期，蓄電池不會(huì)出現(xiàn)很大的電流，在充電后期也不會(huì)出現(xiàn)蓄電池電壓過(guò)高，使其產(chǎn)生析氣。在兩階段充電完畢后，蓄電池容量己經(jīng)達(dá)到額定容量時(shí)，再繼續(xù)以很小的電流向蓄電池充電以彌補(bǔ)蓄電池由于自放電損失的電量，這種以小電流充電的方式也稱為浮充。79Buck型DC/DC變換器電路圖80蓄電池充電注意事項(xiàng)有充電設(shè)備無(wú)允電設(shè)備勿接反電極蓄電池虧電情況的判斷在太陽(yáng)能資源較差的地方，由于太陽(yáng)能電池方陣不能保證設(shè)備供電的要求而使蓄電池充電不足。在每年冬季或連續(xù)幾天無(wú)日照的情況下，照常使用用電設(shè)備而造成蓄電池虧電