光伏基础知识

一、什么是

光伏发电系统?

光伏发电系统是利用太阳能组件和配套电气设备将太阳能转换成所需要电能的发电系统。

当光线照射到太阳能电池表面时，一部分光子被硅材料吸收，使电子发生了跃迁，成为自由电子，该自由电子在PN结两侧聚集形成电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的功率输出。该过程的实质是光子能量转换成电能的过程。

二、光伏发电系统的分类

分布式光伏发电系统主要分为并网光伏发电系统和离网光伏发电系统。并网发电系统又分为集中式光伏发电系统和分布式光伏发电系统。

三、集中式光伏电站系统介绍

集中式光伏发电系统规模较大，安装集中，整体升压输送到电网。建设地点主要是荒山荒坡、滩涂、戈壁、鱼塘等地。

集中式光伏发电系统主要由光伏组件、直流汇流箱、并网逆变器、交流配电柜、光伏支架、监控系统、电缆等部分组成。

系统主要组成部件：光伏组件

太阳电池组件—实用型功率系统的基本单元，是光伏系统的主要组成部分。

为使太阳电池在工程中应用，对硅电池片进行电气连接及结构集成和封装成 “太阳电池组件”（简称“组件”）。

主要分为：单晶组件、多晶组件、薄膜组件。

系统主要部件：光伏逆变器

将直流电转换成交流电，是光伏系统的最主要电气设备。

主要分为并网逆变器、离网逆变器、组合型逆变器。并网逆变器又包括：微型逆变器、组串型逆变器、集中型逆变器。

系统主要部件：配电设备

直流设备：主要用于对光伏组件串直流 电缆进行汇流，再与并网逆变器或直流配电柜连 接。

交流设备：将若干个光伏逆变器并联接入交流配电柜，在交流配电柜内汇流后输出。

功能：主要保护光伏系统运行安全以及将线缆整合，避免线路交叉。

系统主要部件：支架系统

作为光伏阵列的支撑部分，连接基础与光伏组件; 将光伏组件按照设计的规定分为若干个方阵。

变 电 站 基 础 知 识

1.电力系统电压等级与变电站种类

电力系统电压等级有220/380V（0.4 kV），3 kV、6 kV、10 kV、20 kV、35 kV、66 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV。输配电系统以110 kV以上为主。发电厂发电机有6 kV与10 kV两种，现在以10 kV为主，用户均为220/380V（0.4 kV）低压系统。

根据《城市电力网规定设计规则》规定：输电网为500 kV、330 kV、220 kV、110kV，高压配电网为110kV、66kV，中压配电网为20kV、10kV、6 kV，低压配电网为0.4 kV（220V/380V）。

发电厂发出6 kV或10 kV电，除发电厂自己用（厂用电）之外，也可以用10 kV电压送给发电厂附近用户，10 kV供电范围为10Km、35 kV为20~50Km、66 kV为30~100Km、110 kV为50~150Km、220 kV为100~300Km、330 kV为200~600Km、500 kV为150~850Km。

2.变配电站种类

电力系统各种电压等级均通过电力变压器来转换，电压升高为升压变压器（变电站为升压站），电压降低为降压变压器（变电站为降压站）。一种电压变为另一种电压的选用两个线圈（绕组）的双圈变压器，一种电压变为两种电压的选用三个线圈（绕组）的三圈变压器。

变电站除升压与降压之分外，还以规模大小分为枢纽站，区域站与终端站。枢纽站电压等级一般为三个（三圈变压器），550kV /220kV /110kV。区域站一般也有三个电压等级（三圈变压器），220 kV /110kV /35kV或110kV /35kV /10kV。终端站一般直接接到用户，大多数为两个电压等级（两圈变压器）110kV /10 kV或35 kV /10 kV。用户本身的变电站一般只有两个电压等级（双圈变压器）110 kV /10kV、35kV /0.4kV、10kV /0.4kV，其中以10kV /0.4kV为最多。

1、什么是大气质量AM(Air Mass)？

太阳光通过大气层的路径长度，简称AM，外层空间为AM 0，阳光垂直照射地球时为AM1(相当春/秋分分阳光垂直照射于赤道上之光谱)，太阳电池标准测试条件为AM 1.5(相当春/秋分阳光照射于南/北纬约48.2度上之光谱)。

2、什么是日照强度(Irradiance)？

单位面积内日射功率，一般以W/㎡或mW/c㎡为单位，AM 0之日照强度超过1300W/㎡，太阳电池标准测试条件为1000W/㎡(相当于100mW/c㎡)。

3、什么是日射量(Radiation)？

单位面积于单位时间内日射总能量，一般以百万焦尔/年.平方米(MJ/Y.㎡)或百万焦尔/月.平方米(MJ/M.㎡)，1焦尔为1瓦特功率于1秒钟累积能量(1J=1W.s)。

4、什么是太阳能电池(Solar Cell)？

具有光伏效应(Photovoltaic Effect)将光(Photo)转换成电(Voltaic)的组件，又称为光伏电池(PV Cell)，太阳能电池产生的电皆为直流电。

5、什么是太阳光电（Photovoltaic）？

简称PV（photo=light光线，voltaics=electricity电力），由于这种电力方式不会产

生氮氧化物，以及对人体有害的气体与辐射性废弃物，被称为「清净发电技术」。

PV System，则是将太阳光能转换成电能整套系统，称为太阳光电系统或光伏系统，依分类有独立型、并联型与混合型。

6、什么是PV模板(PV Module)？

将多只太阳电池串联提升电压，并以坚固外材封装以利应用，又称为模块(PV

Pannel或PV Module)。

7、什么是PV组列(PV String)？

将模板多片串联成一列，组列的目的在提高电压，将10片模板电压20伏特5安培串联成组列，组列电压即有200伏特、电流为5安培。

8、什么是PV数组(PV Array)？

将多个组列并联即为数组。数组目的在提高电流，将5串组列电压200伏特5安培并联成数组，数组电压为200伏特、电流为25安培。由1个组列构成的数组，数组就相当于组列。

光伏发电基础知识

Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】

光伏发电基础知识

1、太阳电池的基本特性

太阳电池的输出受日照强度、电池结温等因素的影响，当结温增加时，太阳电池的开路电压下降，短路电流稍有增加，最大输出功率减小，当日照强度增加时，太阳电池的开路电压变化不大，短路电流增加，最大输出功率增加，在一定的温度和日照强度下，太阳电池具有唯一的最大功率点，电池工作在该点时，能输出当前温度和日照条件下的最大功率。

2、单晶硅电池

单晶硅是用高纯度的多晶硅在单晶炉里拉制而成。熔融的单质硅在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅，单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅，然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅，硅系列太阳能电池中，单晶硅太阳能电池转换效率最高，技术也最为成熟，在电池制作中，一般都采用表面结构化，发射区钝化，分区掺杂等技术，开发的电池主要有平面单晶硅电池和刻槽埋栅电极单晶硅电池，提高转化效率主要是单晶硅表面微结构处理和分区掺杂工艺，目前转换效率达到18%-20%，最高达24%。在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位。

3、多晶硅电池

多晶硅是单质硅的一种形态，熔融的单质硅在过冷条件下凝固时，硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核，如这些晶核长成晶面取向不同，则这些晶粒结合起来，就结成多晶硅，多晶硅可做拉制单晶硅的原料，多晶硅与单晶硅的差异主要表现在物理性质方面，多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电

池差不多，但是多晶硅太阳电池的光电效率则要比单晶硅低，其光电转换效率为12%-15%之间，最高已达18%，但相对单晶硅光电池具有生产成本低，同时多晶硅光电池没有光致衰退效应，材料质量有所下降时也不会导致光电池受影响，是国际上掀起的前沿性研究热点。