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53页PPT详解光伏发电系统的工作原理及设计基础知识，纯
干货！
光伏发电系统的运行方式
我们常说的“光伏”指太阳能光伏发电系统，有独立运行和并网运行两种方式。
简单来说，离网、并网的区别在于有没有蓄电池。
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独立运行光伏发电系统
独立光伏发电系统是相对于并网发电系统而言的，属于孤立的发电系统，也叫离网光伏发电系统。
（树上鸟教育电气设计）（离网运行系统）
其建设的主要目的是解决无电问题。
偏远无电地区供电可靠性受气象环境、负荷等因素影响，供电稳定性也相对较差，需要加装能量储存和能量管理设备。
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并网运行光伏发电系统
并网光伏发电系统可以将太阳能电池阵列输出的直流电转化为与电网电压同幅、同频、同相的交流电，实现与电网连接并向电网输送电能。
（并网运行系统）
这种发电系统较为灵活性，日照较强时，光伏发电系统在给交流负载供电的同时将多余的电能送入电网；而当日照不足，即太阳能电池阵列不能为负载提供足够电能时，又可从电网索取电能为负载供电。
综上，并网系统不会出现因电力供应不足而断电的情况。
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光伏发电系统的设计。
第一：太阳能电池基础知识第一：太阳能电池基础知识(说明：文档中图形，稍后补上）编辑本段回目录太阳电池片的工作原理第1章1 半导体物理基础1.1 半导体的性质世界上的物体如果以导电的性能来区分，有的容易导电，有的不容易导电。
容易导电的称为导体，如金、银、铜、铝、铅、锡等各种金属；不容易导电的物体称为绝缘体，常见的有玻璃、橡胶、塑料、石英等等；导电性能介于这两者之间的物体称为半导体，主要有锗、硅、砷化镓、硫化镉等等。
众所周知，原子是由原子核及其周围的电子构成的，一些电子脱离原子核的束缚，能够自由运动时，称为自由电子。
金属之所以容易导电，是因为在金属体内有大量能够自由运动的电子，在电场的作用下，这些电子有规则地沿着电场的相反方向流动，形成了电流。
自由电子的数量越多，或者它们在电场的作用下有规则流动的平均速度越高，电流就越大。
电子流动运载的是电量，我们把这种运载电量的粒子，称为载流子。
在常温下，绝缘体内仅有极少量的自由电子，因此对外不呈现导电性。
半导体内有少量的自由电子，在一些特定条件下才能导电。
半导体可以是元素，如硅（Si）和锗（Ge），也可以是化合物，如硫化镉（OCLS）和砷化镓（GaAs），还可以是合金，如GaxAL1-xAs，其中x为0-1之间的任意数。
许多有机化合物，如蒽也是半导体。
半导体的电阻率较大（约10-5≤ρ≤107Ω⋅m），而金属的电阻率则很小（约10-8∼10-6Ω⋅m），绝缘体的电阻率则很大（约ρ≥108Ω⋅m）。
半导体的电阻率对温度的反应灵敏，例如锗的温度从200C升高到300C，电阻率就要降低一半左右。
金属的电阻率随温度的变化则较小，例如铜的温度每升高1000C，ρ增加40%左右。
电阻率受杂质的影响显著。
金属中含有少量杂质时，看不出电阻率有多大的变化，但在半导体里掺入微量的杂质时，却可以引起电阻率很大的变化，例如在纯硅中掺入百万分之一的硼，硅的电阻率就从2.14×103Ω⋅m减小到0.004Ω⋅m左右。
太阳能电池板基础知识详解一基础知识(1)太阳能电池板的发电原理太阳能电池是利用半导体材料的光电效应,将太阳能转换成电能的装置.●半导体的光电效应所有的物质均有原子组成,原子由原子核和围绕原子核旋转的电子组成.半导体材料在正常状态下,原子核和电子紧密结合(处于非导体状态),但在某种外界因素的刺激下,原子核和电子的结合力降低,电子摆脱原子核的束搏,成为自由电子.●PN结合型太阳能电池太阳能电池是由P型半导体和N型半导体结合而成,N型半导体中含有较多的空穴,而P型半导体中含有较多的电子,当P型和N型半导体结合时在结合处会形成电势当芯片在受光过程中,带正电的空穴往P型区移动,带负电子的电子往N型区移动,在接上连线和负载后,就形成电流.(2)太阳能电池种类※在现在的太阳能电池产品中,以硅半导体材料为主,其中又以单晶硅和多晶硅为代表.由于其原材料的广泛性,较高的转换效率和可靠性,被市场广泛接受.非晶硅在民用产品上也有广泛的应用(如电子手表,计算器等),但是它的稳定性和转换效率劣于结晶类半导体材料.化合物太阳能电池由于其材料的稀有性和部分材料具有公害,现阶段未被市场广泛采用.※现在太阳能电池的主流产品的材料是半导体硅,是现代电子工业的必不可少的材料,同时以氧化状态的硅原料是世界上第二大的储藏物质.(3)多晶硅太阳能电池的制造方法(4)太阳能电池关连的名称和含义●转换效率太阳能电池的转换效率是指电池将接收到的光能转换成电能的比率※标准测试状态由于太阳能电池的输出受太阳能的辐射强度,温度等自然条件的影响,为了表述太阳能电池的输出和评价其性能,设定在太阳能电池板的表面温度为25度,太阳能辐射强度为1000 w/㎡、分光分布AM1.5的模拟光源条件下的测试为标准测试状态.小知识晶硅类理论转换效率极限为29%,而现在的太阳能电池的转换效率为17%~19%,因此,太阳能电池的技术上还有很大的发展空间●太阳能电池输出特性【太阳能电池电流---电压特性(I-V曲线)】●太阳能电池对环境的贡献①对防止地球温暖化,减轻对地球环境的贡献从太阳能发电系统排放的二氧化碳,即使是考虑其生产过程的排放量,也绝对少于传统的燃料发电设备,是防止地球温暖化的环保设备.同时在发电时,不排放氧化硫,氧化氮等污染物,减轻了对环境的压力.例：3kW太阳能发电系统对环境污染物的削减量石油替代量：729L/年减排放CO 2能力：540kg-C/年森林面积换算：5544㎡②对能源和节能的贡献太阳能电池2。
標題: 太陽能電池發展狀況內容:一、太陽能電池原理：太陽能電池與一般的電池不同。
太陽能電池是將太陽能轉換成電能的裝置，且不需要透過電解質來傳遞導電離子，而是改採半導體產生PN 結來獲得電位。
當半導體受到太陽光的照射時，大量的自由電子伴隨而生，而此電子的移動又產生了電流，也就是在PN 結處產生電位差。
因此，太陽能電池需要陽光才能運作，所以大多是將太陽能電池與蓄電池串聯，將有陽光時所產生的電能先行儲存，以供無陽光時放電使用，如附圖1。
二、太陽能電池分非晶、單晶及多晶三種：（一）單晶矽的組成原子均按照一定的規則，週期性地排列，它的製作方法是把矽金屬（純度為99.999999999％，11 個9）熔融於石英坩堝中，然後把晶種插入液面，以每分鐘2 ~ 20 轉的速率旋轉，同時以每分鐘0.3 ~ 10 毫米的速度緩慢的往上拉引，如此即可形成一直徑4 ~8 吋單晶矽碇，此製作方法稱為柴氏長晶法（Czochralski method。
用單晶矽製成的太陽電池，效率高且性能穩定，目前已廣泛應用於太空及陸地上。
（二）多晶矽的矽原子堆積方式不只一種，它是由多種不同排列方向的單晶所組成。
多晶矽是以熔融的矽鑄造固化而成，因其製程簡單，所以成本較低。
目前由多晶矽所製作出的太陽電池產量，已經逐漸超越單晶矽的太陽電池。
（三）非晶矽乃是指矽原子的排列非常紊亂，沒有規則可循。
一般非晶矽是以電漿式化學氣相沈積法，在玻璃等基板上成長厚度約一微米左右的非晶矽薄膜。
因為非晶矽對光的吸收性比矽強約500 倍，所以只需要薄薄的一層就可以把光子的能量有效地吸收，且不需要使用昂貴的結晶矽基板，而用較便宜的玻璃、陶瓷或是金屬等基板，如此不僅可以節省大量的材料成本，也使得製作大面積的太陽電池成為可能（結晶矽太陽電池的面積受限於矽晶圓的尺寸）。
單、多晶太陽能電池較非晶太陽能電池能夠轉化多一倍以上的太陽能為電能，但單、多晶的價格比非晶的價格貴兩三倍以上，在陰天的情況下非晶體式反而與晶體式能夠收集到差不多一樣多的太陽能。
太阳能电池基础知识定义及介绍第一篇：太阳能电池基础知识定义及介绍太阳能电池基础知识定义及介绍中文名称：太阳能电池英文名称：solar cell 定义1：将太阳辐射直接转换成电能的器件。
所属学科：电力（一级学科）；可再生能源（二级学科）定义2：以吸收太阳辐射能并转化为电能的装置。
所属学科：资源科技（一级学科）；能源资源学（二级学科）本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布百科名片太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。
以光电效应工作的薄膜式太阳能电池为主流，而以光化学效应工作的湿式太阳能电池则还处于萌芽阶段。
目录历史太阳能电池的原理光—热—电转换光—电直接转换太阳能电池产业现状全球太阳能电池产业现状我国太阳能电池产业现状太阳能电池及太阳能发电前景简析太阳能电池的分类太阳能电池的分类简介（1）硅太阳能电池（2）多元化合物薄膜太阳能电池（3）聚合物多层修饰电极型太阳能电池（4）纳米晶太阳能电池（5）有机太阳能电池太阳能电池（组件）生产工艺封装流程：组件高效和高寿命如何保证：太阳电池组装工艺简介：太阳能电池阵列设计步骤太阳能电池发展市场太阳能电池发展市场简介利用太阳能电池的离网发电系统利用太阳能电池的并网发电系统新型太阳电池染料敏化太阳电池串叠型电池历史太阳能电池的原理光—热—电转换光—电直接转换太阳能电池产业现状全球太阳能电池产业现状我国太阳能电池产业现状太阳能电池及太阳能发电前景简析太阳能电池的分类太阳能电池的分类简介（1）硅太阳能电池（2）多元化合物薄膜太阳能电池（3）聚合物多层修饰电极型太阳能电池（4）纳米晶太阳能电池（5）有机太阳能电池太阳能电池（组件）生产工艺封装流程：组件高效和高寿命如何保证：太阳电池组装工艺简介：太阳能电池阵列设计步骤太阳能电池发展市场太阳能电池发展市场简介利用太阳能电池的离网发电系统利用太阳能电池的并网发电系统新型太阳电池染料敏化太阳电池串叠型电池展开编辑本段历史术语“光生伏打(Ph otovoltaics)”来源于希腊语，意思是光、伏特和电气的，来源于意大利物理学家亚历山德罗·伏特的名字，在亚历山德罗·伏特以后“伏特”便作为电压的单位使用。
一,基础知识(1)太阳能电池的发电原理太阳能电池是利用半导体材料的光电效应,将太阳能转换成电能的装置.●半导体的光电效应所有的物质均有原子组成,原子由原子核和围绕原子核旋转的电子组成.半导体材料在正常状态下,原子核和电子紧密结合(处于非导体状态),但在某种外界因素的刺激下,原子核和电子的结合力降低,电子摆脱原子核的束搏,成为自由电子.光激励核核电子空穴电子●PN 结合型太阳能电池电子对太阳能电池是由 P 型半导体和 N 型半导体结合而成,N 型半导体中含有较多的空穴,而P 型半导体中含有较多的电子,当 P 型和 N 型半导体结合时在结合处会形成电势当芯片在受光过程中,带正电的空穴往 P 型区移动,带负电子的电子往 N 型区移动,在接上连线和负载后,就形成电流..－＋－N 型PN 结＋－＋＋－＋－＋－N 区－－－－PN 结合＋－＋＋－＋－＋－电势＋＋＋＋＋＋P 区－＋－P型(2)太阳能电池种类硅半导体结晶类非晶类单晶硅电池多晶硅电池非晶硅电池转换效率:17%转换效率:14%转换效率:6-7%空间用民用民用民用23-族化合转效:24%空间化导体2-族化合电池转效:10%民1-3-6 族化合物电池转换效率:8%※在现在的太阳能电池产品中,以硅半导体材料为主,其中又以单晶硅和多晶硅为代表.由于其原材料的广泛性,较高的转换效率和可靠性,被市场广泛接受.非晶硅在民用产品上也有广泛的应用(如电子手表,计算器等),但是它的稳定性和转换效率劣于结晶类半导体材料. 化合物太阳能电池由于其材料的稀有性和部分材料具有公害,现阶段未被市场广泛采用.※现在太阳能电池的主流产品的材料是半导体硅,是现代电子工业的必不可少的材料,同时以氧化状态的硅原料是世界上第二大的储藏物质.※京瓷公司早在上世纪的八十年代就认识到多晶硅太阳能电池的光阔前景和美好未来,率先开启多晶硅太阳能电池的工业化生产大门.现在已经是行业的龙头,同时多晶硅太阳能电池也结晶类太阳能电池的主流产品(太阳能电池的 70%以上).(3)多晶硅太阳能电池的制造方法铸造工艺高温冶炼(1400 度以上) 将经过还原后的金属硅原料注入铸造炉内,同时注入硅烷气体在高温熔化的同时进行化学冷却成锭基片厚度(220 微米)破锭(150mm*155mm)切片(线切割)PN 结合(正面N 极,反面P 极)减反膜形成芯片工艺N 极烧结电极印刷( 正反通过电极,汇集电。
