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太陽能光伏發(fā)電工作原理和系統(tǒng)的組成

2023-02-09 16:05

光伏發(fā)電是根據光生伏特效應原理，利用太陽電池將太陽光能直接轉化為電能。不論是獨立使用還是并網發(fā)電，光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽電池板（組件）、控制器和逆變器三大部分組成，它們主要由電子元器件構成，但不涉及機械部件。

一、太陽能光伏發(fā)電工作原理

太陽能光伏發(fā)電是依靠太陽能電池組件，利用半導體材料的電子學特性，當太陽光照射在半導體PN結上，由于P－N結勢壘區(qū)產生了較強的內建靜電場，因而產生在勢壘區(qū)中的非平衡電子和空穴或產生在勢壘區(qū)外但擴散進勢壘區(qū)的非平衡電子和空穴，在內建靜電場的作用下，各自向相反方向運動，離開勢壘區(qū)，結果使P區(qū)電勢升高，N區(qū)電勢降低，從而在外電路中產生電壓和電流，將光能轉化成電能。

二、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)組成

1、太陽能電池組件

一個太陽能電池只能產生大約0．5V的電壓，遠低于實際使用所需電壓。為了滿足實際應用的需要，需要把太陽能電池連接成組件。太陽能電池組件包含一定數量的太陽能電池，這些太陽能電池通過導線連接。如一個組件上，太陽能電池的數量是36片，這意味著一個太陽能組件大約能產生17V的電壓。

通過導線連接的太陽能電池被密封成的物理單元被稱為太陽能電池組件，具有一定的防腐、防風、防雹、防雨的能力，廣泛應用于各個領域和系統(tǒng)。當應用領域需要較高的電壓和電流而單個組件不能滿足要求時，可把多個組件組成太陽能電池方陣，以獲得所需要的電壓和電流。

2、直流／交流逆變器

將直流電變換成交流電的設備。由于太陽能電池發(fā)出的是直流電，而一般的負載是交流負載，所以逆變器是不可缺少的。逆變器按運行方式，可分為獨立運行逆變器和并網逆變器。獨立運行逆變器用于獨立運行的太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)，為獨立負載供電。并網逆變器用于并網運行的太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)將發(fā)出的電能饋入電網。逆變器按輸出波形又可分為方波逆變器和正弦波逆變器。

3、配電室設計

由于并網發(fā)電系統(tǒng)沒有蓄電池及太陽能充放電控制器及交直流配電系統(tǒng)，因此，如果條件允許的話可以將并網發(fā)電系統(tǒng)逆變器放在并網點的低壓配電室內，否則只要單獨建一座4～6m2的低壓配電室就可以了。

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