认识光伏发电

广泛 弱光发电 10～13小时 半透明、透明
多样化
晶体硅电池
多晶硅 第二代电池
较高 10～12％
较缺 强光 6～8小时 不透明 浅蓝
单晶硅 第一代电池
高 14～17％
紧缺 强光 4～6小时 不透明 深蓝
非晶硅电池与晶体硅电池性能对照表（续）
非晶硅薄膜电池
晶体硅电池
电池时代类别
第三代电池
第二代电池
第一代电池
的纯硅材料用量很少。同时衬底材料，如玻璃、不锈 钢、塑料等，价格低廉。
（2）易于形成大规模生产能力。这是因为核心工艺适 合制作持大面积无结构缺陷的非晶合金薄膜；只需改变 气相成分或者气体流量便可实现 PN 结以及相应的迭层 结构；生产可全流程自动化。
（3）品种多，用途广。薄膜的非晶太阳电池易于实现 集成化。器件功率、输出电压、输出电流都可自由设计 制造，可以较方便地制作出适合不同需求的多品种产品 。灵活多样的制造方法，可以制造建筑集成的电池，适 合用于屋顶电站的安装。
工程图片
七、国外工程图片
光伏方阵图片 集
工程图片
光伏阵列图片
立面BIPV
别墅屋顶光伏
别墅屋顶光伏
别墅屋顶光伏
别墅屋顶光伏
太阳能—— 是未来能源 的希望
谢谢！
感谢下 载
5000~5800
4200~5000
≤4200
2400~3000
1600~2400
≤1600
新疆北部、东北、 内蒙东部、华北、 陕北、宁夏、甘 薯、青藏高原东 侧、海南、台湾
东北北端、内蒙 呼盟、长江下游、 两广、福建、贵 州、云南、河南、 陕西
重庆、四川、贵 州、桂林、江西
2600~3300
太阳丰富区~贫乏 ≤1800 区
日照率 ≥0.75
0.60~0.75
指两区的过度带
连续阴雨天/d
2
3
7
纬度0°～25°，倾斜角等于纬度 纬度26°～40°，倾角等于纬度加5°～10° 纬度41°～55°，倾角等于纬度加10°～15° 纬度＞55°，倾角等于纬度加15°～20°
≤0.4建议不使用 太阳能
15
预计年发电量
根据光伏电站所在的地区年辐射量换算出日平均峰值日照小时数 计算公式：(4200MJ/m2) / 3.6MJ(1kWh) / 365天 / 1 kW/m2=3.
系统电气设备选型： 1、选用合适规格和发电效率的太阳能电池板 2、匹配的控制器、逆变器 3、电气选型（线缆、线槽、断路器等） 4、柜体（集线箱、并网柜） 5、控制装置（逆功率、监控系统） 6、防雷设施
光伏发电原理
三、光伏发电原理
太阳能利用——光伏发电
光伏效应（光生伏特效应）——把光能直接转换为电 能。
朝南正立面上 大致是68~70%最佳倾角的发电。 水平放置的电池板是90~90%最佳倾角的发电量。
预计年发电量
区域划分 年总辐射量/( MJ/m2) 全年日照射时数/h 地域
特征
全年日照 小时数/h
丰富区 ≥5800 ≥3000 内蒙、甘肃、西 部、新疆南部、 青藏高原
≥3300
较丰富区
可利用区
贫乏区
它们不会因不能产生电 组件的功率输出，意味着被遮挡的电池
流而被反偏。故障率极 把功率以热的方式耗尽，时间过长就导
低。
致故障并有可能导致整个组件的损坏
常用太阳能电池板厂家：
单晶硅：常州天合、保定英利、无锡尚德、南京中电、 宁波太阳能
多晶硅：保定英利、京瓷
非晶硅：威海蓝星、保定天威
主要逆变器厂家
德国艾思玛（SMA）逆变器德国Kaco逆变器 合肥阳光逆变器 逆变器的主要功能：就是将太阳能电池的发的直流电转化成市电常
使用寿命（年）
20～25
20～25
20～25
规格统一，标准板块 随硅元件使用的多少，以及纯度的改变，
电池板块
大小1245×635，单件 单件功率不确定。同样面积的板块功率
故障率
功率40W
可以变化。
非晶硅电池串联后不会 晶体硅电池如果其中一小部分被遮挡，
因为遮挡产生热岛效应，会产生热岛效应，这将极大的降低整个
100kw ×3.19h×365=116435 kwh
考虑到影响发电量的各种因素，并非都能保证日平均峰值日照小
小时，基本上有一定的折扣，通常大概为85%-90%。
实际计算公式：
电池板面积×斜面上全年辐射量×系统总效率（各种灰尘、
电池板效率等）
全球经验值：1W的电池板1年能发一度电，
如果辐射量条件好，可取1.1~1.5左右。
光伏发电的认识
培训 主讲人：曾 令
光伏发电的认识
• 一、我国的太阳能资源 • 二、光伏系统的组成 • 三、光伏发电原理 • 四、电池板的分类 • 五、安装过程 • 六、预计年发电量 • 七、国外工程图片
我国太阳能资 源
一、我国的太阳能资源
我国太阳能资源十分丰富
光伏系统组成
二、光伏系统组成
光伏系统组成
年总辐射量 （MJ/m2）
4200 4600 5000 5400 5800 6200 6600 7000 7400
简单计算公式： 日平均峰值日照 3.19 3.5 小时数（h）
3.82 4.14 4.46 4.78 5.1
5.42 5.75
发电量=方阵的直流功率×日平均峰值日照小时数×365天=年
例如一个100kw的电站，在年辐射量4200MJ的地区的发电量
公司光伏设计 流程
五、安装过程
电气施工步骤图 室外工程
电池板安装
太阳能电池 组件间的布线
集线器的安装
接地
电池组件和集线器间的布线
室内工程
逆变器的安装
集线器和逆变器间的布线
配电间设备布置 并网设备布线
室外布线
完成
监控设备、通讯接线
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预计年发电量
六、预计年发电量
（概念性了解）
预计年发电量
E 光伏电站：选择一年平均辐射量最大的倾角上，即最佳倾斜角，对应 BIPV系统：根据建筑结合的美观程度，并非选择最佳倾角，对应的发
（4）具备弱光发电的性能，这是由于光吸收系数高，暗电 导，非晶硅材料的价带电子的能级较低，在太阳辐射强 度很低时就具备了发电性能，也就是，该性能使得非晶 硅薄膜电池受风沙、雨雪等天气的影响很小，年发电天 数达320天左右，日发电时间可以从早上6点延续到晚上 7点。日发电达到13小时左右。
（5） 非晶硅薄膜电池具有透光性，透光度可从5%到75%， 当然，随着透光性的增加，光电池的转化效率会随着下 降，运用到建筑上的最理想的透光度为5%，这是经国外 众多工程实际的经验的结果。由于非晶硅电池的透光性 ，能很好的配合建筑设计。
它在建筑中的运用方面有自己的优势： （1）晶体硅电池单位面积的发电功 率比非晶硅薄膜电池高，在满足相 同功率的前提下，可以使用较小的 光电池板，布局可以更紧凑。 （2）制造工艺成熟。单晶硅电池已 有多年的生产经验。 （3）可以采用玻璃及柔性塑料片等 其它的衬底材料，电池板相对较轻。
多晶硅电池
多晶硅材料晶体方向无规律性。由于在这种材料中的正、 负电荷有一部分会因晶体晶界连接的不规则性而损失，所 以不能全部被 P-N结电场所分离，使之 效率一般要比单晶硅光伏电池低。稳定 性也不如单晶硅。但多晶硅的成本低。
非晶硅薄膜（a-Si）太阳电池
在薄膜电池中，很薄的光电材料 被铺在非硅材料的衬底上，大大 地减小了半导体材料的消耗，也 容易形成批量生产，从而大大降 低了光伏电池的成本。
非晶硅太阳电池具有独特 的优势。这些优势主要表现在以 下方面： （1）材料和制造工艺成本低。
每平米的造价约低40%左右。 这是因为生产工艺更简化， 能耗更低，硅薄膜仅有数千 埃 厚度，昂贵
电池板的分类
四、电池板的分类
太阳能电池的种类 从材料来区分
硅太阳能电池： 单晶硅、多晶硅、非晶硅、微晶硅
其他太阳能电池： 砷化镓、锑化镉、铜铟镓锡、等。
太阳能电池介绍
太阳能电池介绍： ● 单晶硅电池：
单晶硅材料结晶完整，载流迁移率高，串联电阻小， 光电转换率最高，可达20％左右，而且其发电效率稳定 可靠，但成本较贵，光电单元间的空隙可透部分光。
Eint
P
N
I 负载
图 PN结和光生伏特效应
①太阳能电池吸收一 定能量的光子后，半 导体内产生电子、空 穴对，称为“光生载 流子”，两者的电性 相反，电子带负电， 空穴带正电； ②电性相反的光生载 流子被半导体p－n 结 所产生的静电场分离 开； ③光生载流子电子和 空穴分别被太阳能电 池的正、负极所收集， 并在外电路中产生电 流，从而获得电能。
独立系统
控制器
太阳能电池方阵
蓄电池组
直流/交流 逆变器
直流负载 交流负载
独立系统
离网系统： 1、光伏组件 2、集线箱 3、控制器 4、蓄电池 5、逆变器
并网系统
并网系统 1、光伏组件 2、集线箱 3、逆变器 4、并网装置
光伏水泵
光伏水泵
1、光伏组件
2、光伏水泵 控制器
3、蓄电池
4、直流泵 （交流泵）
（6）由于非晶材料的能量带隙比单晶硅和多晶硅宽，因此 非晶太阳电池的功率输出不明显依赖PN结温度。在实际 工程运用之中，承受的工作温度比晶体硅要高。
非晶硅电池与晶体硅电池性能对照表
电池时代类别 制造成本 转化率 原材料来源 发电性能 日发电时间 透光度 颜色
非晶硅薄膜电池
a-Si 第三代电池
低 6～10％