太阳能系统原理图

太阳能光伏的应用及原理图1. 介绍太阳能光伏是一种利用太阳能产生电力的技术。

它通过将太阳光转化为电能，广泛应用于各个领域。

本文将介绍太阳能光伏的应用以及其原理图。

2. 太阳能光伏的应用太阳能光伏的应用非常广泛，包括以下几个方面：2.1 居民住宅的应用•太阳能光伏系统可以安装在屋顶上，为住宅供应电力。

•这种应用方式可以减少对传统电力的依赖，降低能源成本。

•太阳能光伏系统还可以将多余的电能储存起来，以备不时之需。

2.2 商业建筑的应用•许多商业建筑都使用太阳能光伏系统来为自身供电。

•商业建筑可以通过安装太阳能光伏系统减少能源开支，并体现企业的环保形象。

2.3 农业领域的应用•太阳能光伏系统可以为农业领域提供电力支持。

•农田灌溉、温室设备和家禽养殖等都可以使用太阳能光伏系统提供的电能。

2.4 离网系统的应用•一些偏远地区或岛屿上的建筑可以使用离网太阳能光伏系统。

•这种系统不依赖于传统的电力供应，可以为偏远地区提供可靠的电力来源。

3. 太阳能光伏的原理图太阳能光伏的原理图如下：+---------------------+| || Solar Panel || |+----+---------+------+| |+------+----+----+------+| | || Inverter | Battery || | |+-----------+-----------+•太阳能光伏系统的核心是太阳能电池板，它们将太阳能转化为直流电能。

•直流电能经过逆变器转化为交流电，以供电用户使用。

•过剩的电能可以储存在电池中，以备不时之需。

4. 结论太阳能光伏技术的应用越来越广泛，不仅可以为居民住宅和商业建筑提供可靠的电力供应，还可以在农业领域和偏远地区提供电力支持。

太阳能光伏系统的原理图清晰地展示了它是如何将太阳能转化为电能的。

随着技术的进步和成本的降低，太阳能光伏必将在未来起到更加重要的作用。

太阳能发电原理1、原理概述太阳能光伏发电系统是利用太阳能电池板将太阳能转换成电能的一种可再生清洁发电机制。

当光线照射到太阳能电池表面时，一部分光子被太阳电池板反射掉，另一部分光子被硅材料吸收，光子的能量传递给硅原子，使电子发生越迁，成为自由电子在P-N结两侧集聚形成电位差。

当外部接通电路时，在该电压的作用下，则会有直流电流流过外部电路产生一定的输出功率。

通常每块太阳能电池组件输出的直流电压较低，一般为35V。

为了提高电压，达到逆变器最佳工作状态的额定输入直流电压，将一定数量的太阳能电池串联到一起形成回路，然后接入逆变器中，逆变器将输入的直流电转换成交流电。

逆变后得到的交流电通过站内的升压变压器升至指定电压后并入电网。

图1 太阳能发电系统原理2、系统部件2.1 太阳电池在太阳能光伏发电系统中，太阳能电池板占据着举足轻重的地位，它是将太阳能转换成电能核心部件。

太阳能电池是利用光电转换原理使太阳的辐射光通过半导体物质转变为电能的，这种光电转换过程通常叫做“光生伏打效应”，因此太阳能电池又称为“光伏电池”。

用于制造太阳能电池的半导体材料是一种介于导体和绝缘体之间的特殊物质，和任何物质的原子一样，半导体的原子也是由带正电的原子核和带负电的电子组成，半导体硅原子的外层有4个电子，按固定轨道围绕原子核转动。

当受到外来能量的作用时，这些电子就会脱离轨道而成为自由电子，并在原来的位置上留下一个“空穴”，在纯净的硅晶体中，自由电子和空穴的数目是相等的。

如果在硅晶体中掺入硼、镓等元素，由于这些元素能够俘获电子，它就成了空穴型半导体，通常用符号P表示；如果掺入能够释放电子的磷、砷等元素，它就成了电子型半导体，以符号N代表。

若把这两种半导体结合，交界面便形成一个P－N结。

太阳能电池的核心技术就在这个“结”上，P －N结就像一堵墙，阻碍着电子和空穴的移动。

当太阳能电池受到阳光照射时，电子接受光子的能量，向N型区移动，使N型区带负电，同时空穴向P型区移动，使P型区带正电。

太阳能发电原理提到太阳能我们并不陌生,但通常想到的是太阳热能的利用,比如太阳能热水器,而对太阳能发电并不太熟悉。

很多人其实还不明白太阳能发电原理，本文主要讲述的是太阳能发电原理,感兴趣的朋友们速速围观。

一、太阳能发电原理光伏发电就是我们常说的太阳能发电，是根据光生伏特效应原理，利用太阳能光伏电池把太阳辐射能直接转变成电能的发电方式。

光子照在P-N结内形成电子——空穴对，电子在内建电场的作用下向电池负极移动，经过外电路达到正极形成电流。

它们主要由电子元器件构成，不涉及机械部件，所以，太阳能发电设备极为精炼，可靠稳定寿命长、安装维护简便。

理论上讲，太阳能发电技术可以用于任何需要电源的场合，上至航天器，下至家用电源，大到兆瓦级电站，小到玩具，光伏电源可以无处不在。

通常民间所说的太阳能发电往往指的就是太阳能光伏发电，简称光电。

太阳能电池板结构图太阳能发电的工作原理图二、太阳能发电系统构成太阳能发电系统是由太阳能电池方阵，蓄电池组，充放电控制器，逆变器，交流配电柜，太阳跟踪控制系统等设备组成。

其部分设备的作用是：电池方阵：在有光照的情况下，电池吸收光能，电池两端出现异号电荷的积累，即产生“光生电压”，这就是“光生伏特效应”。

蓄电池组：其作用是贮存太阳能电池方阵受光照时发出的电能并可随时向负载供电。

控制器：是能自动防止蓄电池过充电和过放电的设备。

逆变器：是将直流电转换成交流电的设备。

逆变器按运行方式，可分为独立运行逆变器和并网逆变器。

三、太阳能发电的优势太阳能作为一种能源，与煤炭、石油、天然气、核能等矿物燃料相比，具有以下明显的优点: 普遍，可直接开发和利用无害，无污染，清洁巨大，每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨标煤长久，太阳的能量取之不尽，用之不竭四、太阳能发电的应用类型太阳能发电按照运行方式可分为并网太阳能发电和离网太阳能发电。

并网太阳能发电并网太阳能发电是指与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统。

太阳能、地能热泵采暖供热系统原理图太阳能、地能热泵采暖供热系统原理图采暖供热原理：如图一所示，热泵主要由制冷压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器等组成制冷回路，在制冷回路内充注制冷剂。

制冷压缩机通入三相交流电高速旋转，将低温低压制冷剂气体吸入压缩机，经压缩后变成高压高温气体，该高温高压气体经冷凝器被冷却水冷却，变成中压中温制冷剂液体，制冷剂液体经过膨胀阀节流减压后送入蒸发器，由于蒸发器连接在压缩机的吸气口上，压缩机不停的吸入蒸发器的制冷剂气体，使得进入蒸发器的大量制冷剂压力减低，制冷剂进一步大量蒸发。

由于蒸发器另一侧与地下水中水泵连接，所以当地下水大量流过蒸发器时，被蒸发的制冷剂带走大量的地下水中的热量（因为制冷剂蒸发过程，也就是制冷剂吸热的过程）。

地下水中含有大量的地球浅层土壤低温热量，这些低温热量通过地下水媒介被蒸发器中蒸发的制冷剂吸收提取变成制冷剂热量，被源源不断地吸入制冷压缩机。

经压缩机压缩之后，又变成为80-90℃ 的高温气体，这个高温气体在被冷凝器冷却的过程中，将大量的高温热量传给了冷凝器另一侧的采暖系统，80-90℃ 高温制冷剂气体被冷却的过程，也可以看作是将这些高温热量传递给冷却系统的过程，或者说是对采暖系统的加热过程，维持采暖系统水温在50-60℃， 通过风机盘管或暖气片负荷向空调房间供热。

综上所述，热泵机组是将电能通入压缩机，压缩机将电能变为高速旋转的机械能，机械能又通过压缩机将机械能变成为热能，压缩机输出的总热能=压缩机电功率+压缩机向地下水吸收的热能，而向井水中吸取的热能远远大于压缩机的电功率。

一般从井水中提取的热能是压缩机电功率产生热能的 4-5倍，所以热泵机组的能效比=输出热能（kw）/输入电功率 （kw）≈4.5左右。

而电锅炉的能效比=输出热能（kw）/输入功率（kw）≈0.9～0.98左右，从上面的对比可以看出热泵机组是节能环保设备，与电锅炉相比也同样是电采暖设备，只不过热泵比电锅炉更节省运行费用，理应得到电力部门大力推广的设备，最终受益的首先是电力部门，然后是用户，对环保、对电力部门、对全社会都是有很大好处的事。

浅谈太阳能塔式光热发电定日镜（场）1.定日镜的原理及特点定日镜原理如图1所示，由于太阳在天空中的位置是不断移动的，阳光的照射角度也时刻都在变化，定日镜则通过反射镜的旋转对太阳进行跟踪，使阳光经过反射后能以一定的方向出射，这样就能实现太阳能的大量聚集，改变太阳辐射能流密度低的缺点。

一般的定日镜是由反射镜、镜架及基座、跟踪传动系统、控制系统等组成。

单台定日镜的反射面一般为球面或抛物面，这就使得定日镜可以在将阳光反射定位的同时进行聚焦。

图1：定日镜聚光示意图2.定日镜组成定日镜是由反射镜、镜架及基座、跟踪传动系统、控制系统等组成的聚光装置，用于跟踪接收并聚集反射太阳光线进入位于接收塔顶部的集热器内,是塔式太阳能热发电站的主要装置之一。

为确保塔式太阳能热发电站的正常、稳定、安全和高效运行, 定日镜的总体性能应达到如下基本要求: 镜面反射率高、平整度误差小; 整体结构机械强度高、能够抵御8级台风袭击; 运行稳定、聚光定位精度高; 操控灵活、紧急情况可快速撤离;可全天候工作;可大批量生产; 易于安装和维护,工作寿命长等。

2.1反射镜反射镜是定日镜的核心组件。

从镜表面形状上分, 主要有平凹面镜、曲面镜等几种。

在塔式太阳能热发电站中, 由于定日镜距位于接收塔顶部的太阳能接收器较远, 为了使阳光经定日镜反射后不致产生过大的散焦, 把95%以上的反射阳光聚集到集热器内, 目前国内外采用的定日镜大多是镜表面具有微小弧度的平凹面镜。

从镜面材料上分, 主要有张力金属膜反射镜、玻璃反射镜等几种。

张力金属膜反射镜造价相对较低，但是反射率较低、结构复杂。

故目前已建成投产的塔式热电站的定日镜以及待建、拟建的塔式热电项目等均采用玻璃反射镜。

玻璃反射镜结构如图2、3所示，最上层由4～5mm的超白低铁玻璃作为基体（降低铁的含量是为了提高玻璃的透光率），镀一层银层（银反射率可达97%以上）作为反射层。

最后加一层铜层作为保护层及过渡层，。

集分式太阳能热水系统分析前言集中集热-分户换热系统是近几年来广泛应用于太阳能集中供热水工程项目的系统形式之一，这种系统是不同于以往太阳能热水系统的一种新的应用形式。

集中集热-分户换热系统最早出现是在2007年，由北京市太阳能研究所集团有限公司提出，其原理是借鉴了阳台壁挂式太阳能热水器的储热水箱设计思想，整体系统构想是应天津市建委的要求，响应当时天津市政府民心工程的设计理念，与天津市建筑设计院共同研究并设计推出的一套太阳能与多层、中高层民用建筑领域结合的系统形式。

“集中集热-分户供热”主要解决了太阳能热水系统对于高层、小高层建筑收费难的问题，同时，在体现公平、合理使用太阳能的原则下，彰显了“能量免费”和“使用者付费”的设计理念，因此，该系统一经推出，短短几年就占据了民用建筑太阳能应用领域的绝大部分市场，甚至在行业内形成了这样一种趋势——能够设计“集中集热-分户供热”系统的太阳能公司方能被太阳能行业专业人士认可。

诚然，“集中集热-分户供热”太阳能系统由于其系统优势——解决了收费问题，使其更容易被房地产开发商和用户接受，但“集中集热-分户供热”太阳能热水系统目前也有其难以解决的问题，本文将一并提出，希望行业内外有关人士能建言献策，将“集中集热-分户供热”太阳能热水系统不断完善使之发扬光大。

集中集热-分户供热系统详解“集中集热-分户供热”太阳能热水系统容易与“集中-分散供热水系统”相混淆，对照《民用建筑太阳能设计规范》GB50364-2005相关条款的规定，集中-分散供热水系统是不适合高层或小高层运用的。

表1-1 太阳能热水系统设计选用表（摘自GB50365-2005表4.2.6）表一：太阳能热水系统设计选用表针对此问题，作为《民用建筑太阳能设计规范》GB50364-2005国家标准的主要起草人之一，北京市太阳能研究所学术委员会主任、国家新能源工程技术研究中心副主任何梓年老师给出了两点解释：1、规范所设定的不适用是在编订时的技术条件下制定的，受当时条件所限，并没有涵盖所有的系统形式；2、规范所规定的是指供热水系统，而“集中集热-分户供热”系统供应的是热量而非热水，因此并没有违背国家标准的规定。

太阳能光伏并网逆变器的设计原理框图————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：太阳能光伏并网逆变器的设计原理框图随着生态环境的日益恶化，人们逐渐认识到必须走可持续发展的道路，太阳能必须完成从补充能源向替代能源的过渡。

光伏并网是太阳能利用的发展趋势，光伏发电系统将主要用于调峰电站和屋顶光伏系统。

在光伏并网系统中,并网逆变器是核心部分.目前并网型系统的研究主要集中于DC—DC和DC-AC两级能量变换的结构。

DC—DC 变换环节调整光伏阵列的工作点使其跟踪最大功率点；DC—AC逆变环节主要使输出电流与电网电压同相位，同时获得单位功率因数。

其中DC—AC是系统的关键设计.太阳能光伏并网系统结构图如图1所示.本系统采用两级式设计，前级为升压斩波器，后级为全桥式逆变器.前级用于最大功率追踪，后级实现对并网电流的控制。

控制都是由DSP芯片TMS320F2812协调完成。

图1 光伏并网系统结构图逆变器的设计太阳能并网逆变器是并网发电系统的核心部分，其主要功能是将太阳能电池板发出的直流电逆变成单相交流电,并送入电网。

同时实现对中间电压的稳定，便于前级升压斩波器对最大功率点的跟踪。

并且具有完善的并网保护功能，保证系统能够安全可靠地运行。

图2是并网逆变器的原理图。

图2 逆变器原理框图控制系统以TI公司的TMS320F2812为核心，可以实现反馈信号的处理和A/D转换、DC/DC变换器和PWM逆变器控制脉冲的产生、系统运行状态的监视和控制、故障保护和存储、485通讯等功能。

实际电路中的中间电压VDC、网压、并网电流和太阳能电池的电压电流信号采样后送至F2812控制板。

控制板主要包括：CPU及其外围电路，信号检测及调理电路，驱动电路及保护电路.其中信号检测及调理单元主要完成强弱电隔离、电平转换和信号放大及滤波等功能，以满足DSP控制系统对各路信号电平范围和信号质量的要求。

太阳能热水系统控制及原理一、智能型太阳能、热泵互补热水系统原理说明：注：进水在集热器入口，集热循环水泵出口，集热水箱底部出水供用户使用。

太阳能供水系统原理说明新能源太阳能中央热水器由以下四大部分组成:太阳能集热器：吸收太阳能，将光能转化为热能，使冷水在集热器内被加热；保温水箱：储存热水，可保温3天，内胆为不锈钢，外包8厘米保温层，最外层是铝合金外壳；热泵辅助加热系统：用于阴雨天辅助加热：供热水管道：将经过增压泵加压后的热水引向各用水点，主管道有保温层，未端有回水管。

晴天，当太阳能把集热器内的冷水加热至55C时（该温度可调），冷水管上的电磁阀门自动打开，冷水被自来水压力压入集热器内，集热器内的热水被挤出，然后进入到保温水箱中储存待用，当冷水到达集热器出口处的温度探头时，探头温度底于55r，电磁阀门就立刻关闭，冷水停留在集热器内继续被太阳能加热，2-5分钟后，水温又达到55°C时，电磁阀门再次打开，集热器内的热水又被挤到保温水箱中，按此规律，一次又一次的产生热水进入水箱，水箱内热水逐渐增加，一直增加到水箱水满为止。

水箱水满后，就停止进水，如果还有太阳，为了充分利用太阳能，循环泵会自动启动，把水箱内55 C的热水抽出来，经过太阳能集热器循环加热，使水温进一步升高至60-70 C，当水温达到70C时，就停止循环加热，限制水温不要超过70 C，以免烫伤人，又可防止结水垢（产生水垢的温度条件是水温超过80C）。

热泵加热系统只有在太阳能光照不足时才启动，为最大限度地利用太阳能，减少电能的消耗，我们将设定3个时间段检测保温水箱的水位。

在上午10: 30〜11: 30,如果保温水箱内热水水位还不到40%勺位置，则自动启动热泵加热系统，往保温水箱补充50C的热水，如果水位达到设定值，则热泵系统停止工作。

同样，在中午12: 30〜1: 30,系统自动检测保温水箱70%勺水位，在下午3: 30〜6: 30,系统自动检测保温水箱100%勺水位。

太阳能热水器的组成及工作原理2.1 系统总体结构设计图2-1系统结构图图2-1为系统设计的结构图，该图的系统控制原理图如下图2-2：T3T2F 3热集水热太阳光F1箱器T1D自来水图2-2 系统控制原理图注释：T1：热水箱的温度传感器T2：循环水管中的温度传感器T3：集热器中的温度传感器F1：循环水阀门F2：冷水阀门F3：热水阀门此款热水器利用微机控制主要有以下几种控制功能：晨水加热控制、温水循环控制、冷水集热控制、水箱加热控制。

1.早晨水温控制由于清晨太阳光较弱，所以太阳能热水器从系统发挥作用。

为了提供温度不低于30摄氏度的水，热水器在清晨4-7点之间对水箱进行电加热，具体控制过程如下：首先,关闭冷水阀门F2和循环水阀门F1，然后微机开始进行水箱的温度采集,同时进行温度的比较，当水箱的温度小于30摄氏度时,电热器D接通进行加热，同时微机继续对热水箱的温度进行采集。

当温度加热到大于30摄氏度时电热器断开，如此反复循环保证了温度的稳定。

2.循环水集热过程早晨水温控制之后（7~9点)，设定当日的水箱温度N（由两位BCD次齿轮开关设定),输入微机，再利用微机控制系统，通过太阳光能对热水箱加热以达到理想温度N。

具体控制过程如下：打开循环阀门F1,关闭冷水进水阀门F2，热水阀门F3处于空控状态.然后开始比较温度,若（T3—T1>5摄氏度,T2〉T1）为止.如若T1=N，那么循环水集热过程结束，进入冷水集热控制过程。

3.冷水集热控制此时热水箱温度已达到了N，冷水要进入太阳能集热器，这时温度为T3，和当日的设定温度值相比较，若T3〉N则将已加热的水送入热水箱，每天的控制时段大概为9点～20点。

具体控制过程如下：关闭循环水阀门F2，打开冷水阀门F2，热水阀门F3处于可控状态.若T3>N，打开热水阀门F3并将保持一段时间，若T3<N，关闭F3继续给太阳能集热器加热，知道温度答应N，当打开F3时此时比较水管水温T2与N的值,若T2>N阀门F3继续保持打开状态，否则关闭F3。