太阳能光伏新技术

太阳能光伏新技术（精选8篇）

1.太阳能光伏新技术 篇一

太阳能光伏并网发电施工技术解析论文

摘要：近些年，太阳能光伏并网发电技术得到了较快发展，对于缓解日益紧张的能源危机具有非常重要的意义。太阳能光伏并网发电技术的主要特点是绿色、环保、安全，不会对环境造成破坏。为了更好的促进太阳能光伏并网发电技术的发展，文章针对施工过程中的技术控制要点进行研究，具有一定的参考价值。

关键词：太阳能;光伏发电;并网;技术

近年来，随着社会的迅速发展，国家对电力的需求量也在逐年增加，对以化石为能源的发电类企业的环境监管离地日益增高，这使得太阳能、风能等清洁、绿色能源受到了广泛的认可与关注。当前，太阳能光伏发电技术已日趋成熟，能够实现经济与高效运行目标，有利于推动国家经济的迅速发展，并且还能够满足社会能源消耗需求，这使得光伏发电并网及其相关技术的发展成为人们高度关注的对象。

1.光伏发电控制系统概述

光伏发电控制系统是根据太阳能自身特性，发生伏特反应，将太阳能电池板发出的电能通过控制器转换、存储器储存、电缆传输等环节，转变成能分配的电能。光伏发电是通过太阳电池板把太阳能直接转换为直流电能的一类发电方式，所以，光伏发电控制系统即为直接把太阳能变成电能的一款发电系统。目前光伏发电控制系统由下面几模块组成：光伏电池板(光电转换器件)、控制器(电能转换)、储存器(存储多余能量)、上位机监控(控制显示面板)等。

并网式光伏发电控制系统即把光伏发电系统与电力系统相联系的一个发电系统，把阳光福射得到的直流电直接转变为标准的网侧交流电，也就是把光伏发电系统与电力网通过并网逆变器连接到一起，再分配该系统生产的电量，既可向本地负载提供电能，也可进斤相关的电为调峰等。该系统为电为系统提供了有功与无功功率，为电力网的主要组成模块。目前，并网型光伏发电是全球光伏发电的主流，也是光伏发电的一个首选。通常由w下几部分组成：太阳能电池板、直流变换器、并网逆变器、锁相环与负载等。其中并网逆变器是系统的关键部件。全球主要的光伏系统生产企业均拥有各自的光伏逆变技术产品，他们的并网逆变器在电路拓扑、控制方法上各自具有不同的特点。

2.并网光伏发电系统的优势

①能够利用清洁干净的、可再生的自然能源太阳能发电，不会耗用不可再生的且资源有限的含碳化石能源。在实际使用过程中，也不会产生温室气体与污染物，能够较好的保护生态环境，满足经济社会持续、和谐发展需求。②所发电能馈入电网，以电能为储能装置，节省了蓄电池，相比于独立的太阳能光伏系统，可节省大约35～45%的建设投资，大大降低了发电成本。同时，由于其省去了蓄电池，还可提升系统的平均无故障时间与蓄电池的二次污染。③分布式安装，就近就地分散供电，灵活的进入、退出电网，可有效增强电力系统抵御灾害的能力，改善电力系统自身的负荷平衡状况，降低线路损耗。④可发挥调峰效用。就目前情况来看，联网太阳能是世界上个发达国家在光伏应用领域中竞争发展的关键，是世界太阳能光伏发电的主要发展趋势，市场较大，发展前景十分可观。

3.光伏l电并网及关键技术

3.1光伏并网发电系统中的关键技术

3.1.1最大功率点跟踪技术

通过运用最大功率点跟踪技术，可明确光伏并网发电系统所在的环境，分析环境中的温度、光照等对并网造成的影响，并且还可绘制光伏并网发电系统的特性曲线，然后在依据曲线的变化状况，对并网光伏发电的最大功率点进行相应的跟踪。同时，最大功率点跟踪技术与光伏并网发电系统自身的运行效率之间存在直接的关联，例如常用的两种跟踪方法：(1)扰动观察法，在光伏并网发电时，通过设计小型扰动，可比对扰动前后的并网情况，获得最大功率点位置，并网扰动方式可控制输出电压，利用电压差，还可形成扰动，以跟踪功率状态。(2)电导增量法，瞬间电导数据与变化量是此类方法运用的决定性因素，其能够通过分析光伏列阵的曲线变化情况，获得曲线的单峰值，并由此判断出光伏并网是否处于最大值发电状态。

3.1.2并网逆变器控制技术

并网逆变器可确保光伏并网发电系统的灵活性，进而使得工程的多样化需求得以满足，为太阳能始终处于最佳的转换状态提供保障。同时，逆变器还可控制光伏并网发电系统的工作模式，为电流提供直接或间接控制的方法。近年来，随着科学的迅速发展，间接与直接控制不断融合发展，较好的发挥了间接、直接电流的控制效果，弥补了双方的缺陷，融合之后的并网逆变器控制能够实时跟踪电流变化情况，以保证电流的稳定性。

并网逆变器控制重点技术主要包括：(1)数字控制技术，该技术是并网逆变器控制技术的重要基础，是一种热电技术。(2)PID控制技术，其主要是采用全量、增量的.方法支持逆变器的运行，此类技术相对成熟。(3)重复+PI混合控制技术，此类技术具有复合的特征，能够以复合的方式控制逆变器的运行，从而确保逆变器的稳定性。

3.2分布式电源并网技术的接入方案

DER并网技术接入配电网之后，需要对DER并网技术的容量与配电网之间的匹配程度进行全面的考虑，例如当DER并网技术容量小于250kVA时，将其接入380V或400V的配电网中，通过匹配DER并网技术容量与配电网，能够设计出科学的接入方案，接人时通常采用联络线的连接方法，DER并网技术连接配电网的变电所或是接入附近的配电网内。同时，其还能够设计并网保护，DER并网技术一般采用孤岛保护方式，孤岛装置提供主动式与被动式保护，能够为光伏并网系统的安全性提供保障。当并网逆变器监测出危险之后，往往会自动切断分布式光伏发电，以保护人员的安全，逆变器的电压可由配电网提供。

4.光伏发电并网系统的应用

4.1工程简介

某光伏发电并网系统项目由一公司承建，主要建于公司大楼三楼楼顶上。光伏系统总设计峰值功率为3360Wp，与公司电网并接，当电网断电时，可独立给公司负载供电，还可为展示台液晶电视供电。电池板均采用6mm钢化超白玻璃+E-VA+电池片+EVA+6mm钢化超白玻璃双玻光伏组件。投入运行之后，一直处于安全可靠、发电稳定、并网良好的状态，并且满足项目设计标准。根据项目所处地理位置及气象气候条件，并且通过相应的计算，确定太阳能电池板应当摆放在正向朝南方向，当倾角处于25-30°范围时，能够接受到的太阳辐射最多，发电量最大，为方便工程施工以及太阳能电池支架的制作，选取倾角270，光伏安装面积130m2。

4.2光伏发电并网系统

4.2.1电气设备系统

此项目电气设备系统主要由太阳能电池方阵、蓄电池组、双向逆变器、并网逆变器和控制设备组成。

4.2.2光伏系统工作原理

光伏电池7块串联，通过二极管集线箱将12组并联组成一组输出给逆变器。逆变器逆变的交流电与公司电网并接，中间连接双向逆变器加蓄电池组储电，以便市电停电时切换至蓄电池组，然后供电给负载。当太阳能电池正常发电时，首先通过双向逆变器向蓄电池组充电。当蓄电池组处于充满电状态时，太阳能电池发出的电直接逆变至电网。当市电停电时，失压脱扣器脱扣，失压脱扣器脱扣之后，发送信息至双向逆变器，双向逆变器逆变启动，蓄电池组投入使用，供电给负载使用。

4.2.3数显监控系统

该项目监控系统主要涉及以下设备：辐射照度仪、温度计、风速计、控制器、调制调解器、终端控制(显示)设备、数据缆线等。同事，其还可通过电脑等相关终端的显示，实现实时监控相关数据的目的。通过程序转换相关的界面，可轻易转换终端(电脑、电视等)所显示的界面，并且还能够在界面中显示例如系统温度、直流电压、直流电流、直流功率、交流电压、交流电流、交流功率、日发电量、总发电量、气象数据等信息，从而体现出系统真实运行效果。

5.光伏发电并网系统发展前景

近年来，随着科学技术的迅速发展，我国在光伏发电并网系统方面已经研发出了一些新型技术，在光伏发电并网系统的控制与切换方面依旧需要继续、深入研究分析。为了提升光伏发电并网系统的工作效率，必须全面掌握光伏发电并网系统的控制，并且还需妥善解决并网光伏发电系统的切换问题，以确保光伏发电并网系统能够大规模的运用于普通用户。光伏发电并网系统是太阳能发电的应用系统，具有太阳能发电系统的所有优势，但其还具备价格贵、投资高、发电量受气候变化影响等方面的缺陷，是现阶段并网光伏发电系统运行存在的主要问题，但随着日后科技的不断M步，并网光伏发电系统必将成为全民的发电系统。

6.结语

综上所述，光伏并网发电系统目前正向成熟化方向发展，并且逐渐成为电网系统的重要组成部分。在运用光伏并网发电系统的关键技术时，需要依据系统设计进行一定的规划设计，以避免其对并网运行效率的影响，并且还需落实相应的安全保护技术，避免光伏并网发电系统运行风险事故的发生。

2.太阳能光伏新技术 篇二

1 太阳能光伏效应

光伏材料将光能转换为电能, 这个过程叫做光伏效应。光伏效应的过程即半导体材料吸收光子能量, 使到半导体中的原子发生原子能级跃迁, 然后释放电子并形成电压的过程。入射光子的能量e=hν, (h为普朗克常数, ν为入射光子的频率) , 只有当入射光子的频率达到一定数值, 使到入射光子的能量e大于半导体能级跃迁并释放电子所需要的最小能量——禁带宽度, 才能使原子能级跃迁并产生电子。

2 太阳能光伏应用常见材料特性

根据NREL的最新光伏转换效率统计发现[1], 近年来, 光伏转换效率在全世界的各个实验室不断被刷新, 为光伏发电的发展奠定了坚实的技术基础。

2.1 多重结和单重结III-V族材料

多重结和单重结太阳能电池的转换效率最高, 在多重太阳聚焦下, 单重结的效率可达20%~30%, 而三重结材料的光伏转换效率, 可达到40%。2011年在美国SolarJunction公司的试验数据显示最高的转换效率为43.5%[1]。在2006年, Emcore公司推出了有效面积为1 0 8 m m 2的三重结太阳能电池, 其在200余倍聚焦数下能量转换效率达到37%[2]。多重结材料生长制备一般采用金属有机化学气相沉积, 这需要精密的材料配比控制和生长速率控制, 成本较高, 加上重结III-V族材料如Ga、As和Ge在地壳中的含量还不到10%~5%, 综合考虑下更适用于高密度辐照下的光电转换。

2.2 单晶硅和多晶硅

在硅系太阳能电池中, 单晶硅大阳能电池转换效率最高, 技术最成熟。UNSW大学在2000年以前就已经实现25%的单晶硅材料的转换效率。多晶硅太阳电池的出现主要是为了降低成本, 其优点是能直接制备出适于规模化生产的大尺寸方型硅锭, 制造过程简单、省电、节约硅材料, 对材质要求也较低。弗劳恩霍夫研究所的太阳能系统在2005年前发表的最高的多晶硅转换效率为20.4%。在实规模化应用中, 多为单晶硅产品, 其效率在13%~16%左右。

2.3 薄膜技术

薄膜技术可采用的材料包括无定型硅、多晶硅、微晶硅以及碲化镉 (Cd Te) 和铜铟硒 (CIS) 等, 其电池的转换效率从12%~20%不等。薄膜技术电池可通过薄膜制备方法如射频建设、真空蒸发等将这些材料沉积到玻璃基板甚至柔软的基板上制作。其制备简单, 转换效率也不低, 据报道, Cu In Ga Se电池的转换效率已经达到19.2%[3]。由于铜、铟和硒材料资源相对丰富, 薄膜技术制备简单, 其成本低很多, 适合大规模应用。

2.4 有机聚合物、无机聚合物和燃料敏化物太阳能电池

目前, 这几种材料仍然在研究、开发和探索之中。目前实验室数据为有机聚合物的效率为10.6%、无机聚合物的效率为10.1%和染料敏化物的效率为11.4%[1]。这些材料制成的太阳能电池成本远远低于半导体材料, 而且可以制备柔软底板的大面积电池。因其制作成本也远远低于半导体材料, 而且可以制备柔底板的大面积电池, 适合用于建筑物上。

2.5 新兴材料

基于薄膜技术的表面等离子材料, 一般用玻璃、塑料或者钢材来做衬底, 这样可以降低成本。目前的一种方法是通过在薄膜太阳能面板上放置金属纳米粒子, 光入射后, 金属纳米粒子实现等离子共振然后对光进行散射, 这样增加光吸收而无需增加更多的薄膜电池层, 从而实现效率的提高, 其效率可预计能达到40%~60%。

另外一种新型材料是由碳原子构成的单层片状结构的石墨烯。这是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜。这种材料的太阳能电池, 目前最新研究得到的效率为8.6%[4]。

2.6 其他

基于纳米科技的量子点、量子阱和超晶格材料也有不少机构在研究。此类型材料的优势一般是可更好地匹配太阳能光谱, 但其研究还比较少, 目前的效率不高, 离稳定性和量产化还有一段距离。研究指出[5], 相对于常规的块状太阳能电池, 多量子阱、超晶格以及量子点用于光伏设备可大大提高理论上的最大效率, 可实现光伏转换效率达40%甚至更高。

3 结语

随着光伏发电材料的不断深入研究和试验, 可以预测在未来的5~10年, 将会有越来越多新型和改进型材料的出现, 逐步解决材料的吸收问题, 效率问题, 稳定性问题, 工艺规模化生产的成本问题。从规模化生产和应用的角度看, 硅技术、薄膜技术和聚合物电池仍为主导, 量子点和纳米技术将给传统技术带来新的生命。

摘要：本文首先介绍了太阳能光伏发电的基本原理, 然后简述了用于太阳能光伏发电的各种常用材料的原理和特点以及在实验室中的最高转换效率, 并介绍了研究前沿的几种新材料和结构, 最后就太阳能光伏发电的前景做了分析总结。

关键词：光伏发电材料,转换效率,新进展,规模化应用

参考文献

[1]National Renewable Energy Labora-tory (NREL) , Best Research-Cell Ef-ficiencies (revision 2012.04.04) , http://en.wikipedia.org/wiki/File:PVeff (rev120404) .jpg.

[2]EMCORE T1000 Cell-Triple-Junction High-Efficiency Solar Cells for Terrestrial Con-centratedPhotovoltaicApplications[R].Http://www.emcore.com/assets/photovoltaics/T1000%20Data%20Sheet%20March%2007.pdf.

[3]方祖捷, 陈高庭, 叶青.太阳能发电技术的研究进展[J].中国激光, 2009, 1, 36 (1) :5-14.

[4]Xiaochang Miao, Sefaattin Tongay, Maureen K.Petterson et al, Nano Letter, High Efficiency Graphene Solar Cellsby Chemical Doping, Nano Lett., Pub-lication Date (Web) :May 3, 2012 (Letter)

3.太阳能光伏技术的应用 篇三

【关键词】光伏发电系统;蓄电池;规模应用

在当今遭遇能源危机及环境污染等重大问题面前，太阳能展现出明显的优势。太阳能是一种清洁、环保、安全的可再生資源，人类对太阳能的利用主要是光热利用、光化学利用和光电应用。太阳能的光伏发电也就是说，利用太阳能电池的光生伏特效应，将太阳能直接转换成电能。在各国政府的政策法规强力支持和技术的推动下，光伏产业自20世纪90年代进入了快速发展时期，光伏产业已经成为当今发展最快的技术产业之一[1]。

太阳能光伏技术的应用按规模可以分为大中小三类，其中大规模应用主要是独立光伏发电系统的独立光伏发电站和混合式光伏发电系统的风光互补光伏发电站等;中规模应用主要用于通讯、交通设施灯、工业和城市与建筑结合的并网光伏发电系统的应用等;小规模应用指比用户系统规模还要小的类型，如太阳能日用电子产品。

一、大规模应用

1.独立光伏发电系统。独立光伏发电系统也被称为离网光伏发电系统，其发电方式不与电网相连，只靠太阳能电池供电。通常用作便携式设备的电源，给远离国家电网的地区或者设备供电。

直流光伏发电系统，分为无蓄电池的直流光伏发电系统和有蓄电池的直流光伏发电系统两种。无蓄电池的直流光伏发电系统，不需要蓄电池储能，这样可以提高太阳能利用效率。其特点是用电负载为直流负载，主要在白天使用。太阳能电池直接与用电负载相连，有光照时可以发电供负载不限时间的工作，没有光照时就停止工作。其典型应用时太阳能光伏水泵。有蓄电池的直流光伏发电系统，有光照时可以发电供负载使用，同时可以向蓄电池存储电能。在晚上或者阴雨天没有光照时，由蓄电池向负载供电。其应用很广泛。

交流光伏发电系统与直流光伏发电系统相比，需要交流逆变器，将直流电转换为交流电，为交流负载供电。

2.并网光伏发电系统。并网光伏发电系统是利用太阳能电池组件，在有光照时将转换的直流电通过并网逆变器转换成符合电网需求的交流电之后直接与电网相连。产生的电能除了供给交流负载外，多余的反馈给电网。在阴雨天或者晚上没有光照时，由电网供电。并网发电不需要用蓄电池储能，这样既可以节省蓄电池的费用，又可以充分利用太阳能光伏组件所发的电能而减小能耗，进而可以降低太阳能发电的成本。由此看到，并网光伏发电系统直接与国家电网相连，把太阳能转换成电能，是当今世界太阳能光伏发电的主流趋势。并网光伏发电系统主要有两种形式：集中式并网光伏发电系统和分布式并网光伏发电系统。

集中式并网光伏发电，指所发电能被直接输送到公共电网，由公共电网统一分配到用户，与公共电网之间的电力交换是单向的。这种发电方式投资大，占地面积大，没有太大的发展空间，一般都是国家投资建的大型光伏发电站。比如荒漠上的光伏电站常采用这种方式并网发电。

分布式并网光伏发电，又被称为分散式并网光伏发电或者住宅用并网光伏发电。指在有太阳光照时，将太阳能转换的电，经过输送、逆变成交流电直接分配到住宅内的用电负载上，多余或者不足的电力通过连接公共电网来调节，与公共电网的电力交换可能是双向的，适用于小型的光伏发电系统。

3.混合式光伏发电系统。混合式光伏发电系统不但使用太阳能电池组件发电，还使用各种发电技术，如燃油发电，风力发电等。与单独太阳能光伏发电相比，其对天气的依赖性相对较小，但系统控制相对复杂，安装工程量大，而且存在噪音和污染。

混合式光伏发电系统典型应用为风光互补发电系统[2]。风光互补发电系统利用风能和太阳能发电，没有光照时由风能发电，有光照时由太阳能发电，在既有风又有光照时两者同时发挥作用，实现了不分昼夜、不分季节的发电，比单独的太阳能更使用。

具体特点：

（1）利用太阳能和风能的互补性，无需外接供电，可以获得比较稳定的输出，提高系统供电的稳定性和可靠性;

（2）在保证同样供电的情况下，可大大减少蓄电池的容量;

（3）可以独立供电，在遇到自然灾害时用户的用电不受影响;

（4）低压供电，运行安全，维护简便;

（5）减少了电力设施建设和维护开支，节约成本。总而言之，发展风光互补光伏发电系统有着广阔的前景。

二、中规模应用

在交通领域的应用，如航标灯、交通信号灯、交通警示灯、交通标志灯、路灯、高空障碍灯、铁路信号等、公路道班供电等。在通讯、通信领域的应用，如无人值守微波中继站、光缆维护站、广播电源系统、卫星电视接收系统、农村程控电话光伏系统、小型通信机等。在石油、海洋领域的应用，如石油管道和水库闸门阴极保护太阳能电源系统、石油钻井平台生活及应急电源、海洋检测设备、气象观测设备等。

太阳能光伏发电的另一个很重要的应用是光伏建筑一体化的发电系统[3]，使光伏发电与建筑物结合，让太阳能电池光伏组件作为建筑物的一部分，用建筑物的迎光面，吸收太阳辐射能直接变成电能，使大型建筑在未来实现电能自给自足。鉴于其投资小、建设周期短、占地面积小等优点是未来的发展方向。

三、小规模应用

太阳能日用电子产品。如太阳能庭院灯、路灯、草坪灯;太阳能电池充电器;太阳能电池路灯;太阳能电池手表、计算器;太阳能电池帽;太阳能电池电动玩具;太阳能电池换气扇等。

参考文献

[1]太阳能光伏网站.http：//solar.ofweek.com.

[2]尹静，张庆范.浅析风光互补发电系统[J].变频器世界， 2008（8）：43-45.

4.太阳能光伏申请书 篇四

本系统为大型并网光伏发电系统，太阳电池板采用江苏晶澳太阳能有限公司生产的单晶硅太阳能电池组件，逆变器采用固德威，系统装机容量为5KW。经过隔离变压器后并入电网，最终实现将整个光伏并网系统接入电网系统。光伏并网型逆变器并网后与电网安全运行，所产生的电与电网电力是同频、同相，且具备抗孤岛等控制特殊情况的能力。

安装设计

方阵支撑结构设计包括安装方式设计、方位角设计、支架倾角设计、阵列间距设计，以及支撑结构的基础、结构、零件的设计等内容。需根据总体技术要求、地理位置、气候条件、太阳辐射资源、场地条件等具体情况来进行。

安装方式设计

大型的太阳电池方阵的安装主要有固定式和跟踪式两种。根据项目特点，本项目采用固定式安装。固定式结构简单，安全可靠，安装调试及管理维护都很方便。

固定式支架倾角的设计

方阵安装倾角的最佳选择取决于诸多因素，如地理位置，全年太阳辐射分布，直接辐射与散射辐射比例，负载供电要求和特定的场地条件等，并网光伏发电系统方阵的最佳安装倾角可采用专业系统设计软件来确定，它是系统全年发电量最大时的倾角，根据项目所在地气象资料及实际情况，选择倾角为22º。

方阵支架方位角的设计

5.和平阳光太阳能光伏支架系统 篇五

和平阳光彩钢瓦屋顶支架系统

该系列支架为客户提供更简单快速、更省钱的彩钢瓦电站安装方式。通用性强，适用于几乎全部彩钢瓦屋顶。高度集成的预装配件使得装配员一个人使用一种工具就可以组装所有部件，大大减少安装过程的时间和费用，是性价比极高的支架方式。技术参数 安装地点 倾斜角度 组件类型 材质 彩钢屋顶 固定角度

所有通用带框及不带框组件

AL 6063-T6 / 不锈钢

1.0 KN/m2 最大风速

雪荷载 0.8 KN/m2 优势

①不会破坏屋顶或造成屋顶渗漏，保持屋顶完好无损 ②轻型结构，但具备更强的耐用型，抗强风和雪压

③出厂前预先组装的零件和可定制的导轨，无需现场组装或切割，适用于各种屋顶和安装环境，拥有出色的普遍使用性和灵活性

④运输和安装方便，只需轻压导轨，旋紧弯钩顶部螺母，导轨可以紧密的与吊挂螺栓组件连接于一体

和平阳光地面支架系统（混凝土地基）

该系列支架广泛应用于大型地面电站。它利用混凝土地基浇注来固定支架系统，方便且成本低。系统主要结构都使用的是Q235B不锈钢，热镀锌镀层进行防腐处理，耐侯性强且外感美观大方，可耐用至少25年。根据特别需求，还可调整支架的倾斜角度。技术参数 安装地点 倾斜角度 组件类型 材质 野外

根据客户的要求

所有通用带框及不带框组件

镀锌钢

1.2 KN/m2 最大风速

雪荷载 1.0 KN/m2 优势

①最广泛使用的安装支架系统 ②单位系统面积上能安装更多的组件 ③预先组装零件，节省现场安装的时间和成本 ④安装简单、方便、快捷，且灵活性高

和平阳光地面支架系统（立柱）

该系列支架是专为大型地面电站而设计的支架系统，成本经济、安装方便，适用于任何开阔的土地。即使地面不平整，也无需花费大量时间整平地面，它牢固地固定在立柱上，不需要

混凝土地基。技术参数 安装地点 倾斜角度 组件类型 材质 野外

根据客户的要求

所有通用带框及不带框组件

镀锌钢

1.2 KN/m2 最大风速

雪荷载 1.0 KN/m2 优势

①适用于任何开放的土地

6.太阳能光伏新技术 篇六

第一章

绪 论

能源是现代社会存在和发展的基石。随着全球经济社会的不断发展，能源消费也相应的持续增长。随着时间的推移，化石能源的稀缺性越来越突显，且这种稀缺性也逐渐在能源商品的价格上反应出来。在化石能源供应日趋紧张的背景下，大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略中的重要组成部分。

太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位。我们对太阳能的利用大致可以分为光热转换和光电转换两种方式，其中，光电利用（光伏发电）是近些年来发展最快，也是最具经济潜力的能源开发领域。太阳能电池是光伏发电系统中的关键部分，包括硅系太阳电池（单晶硅、多晶硅、非晶硅电池）和非硅系太阳能电池等。在晶体硅太阳能电池的产业链上分布着晶硅制备、硅片生产、电池制造、组件封装四个环节。

光伏发电系统主要由太阳能电池、蓄电池、控制器和逆变器构成。光伏发电系统可分为独立太阳能光伏发电系统和并网太阳能光伏发电系统：独立太阳能光伏发电是指太阳能光伏发电不与电网连接的发电方式，典型特征为需要蓄电池来存储能量，在民用范围内主要用于边远的乡村，如家庭系统、村级太阳能光伏电站；在工业范围内主要用于电讯、卫星广播电视、太阳能水泵，在具备风力发电和小水电的地区还可以组成混合发电系统等。并网太阳能光伏发电是指太阳能光伏发电连接到国家电网的发电的方式，成为电网的补充。

在各国政府的扶持下，世界太阳能电池产量快速增长，1995-2005年间，全球太阳能电池产量增长了17倍。我们预计，2010年全球太阳能电池的年产量有望较2005年的年产量增长6.3倍，整个行业的销售收入有望增长3.5倍。

我国太阳能资源非常丰富，开发利用的潜力非常大。我国太阳能发电产业的应用空间也非常广阔，可以应用于并网发电、与建材结合、解决边远地区用电困难问题等。我国政府对太阳能发电产业也给予了充分的扶持，先后出台了一系列法律、政策，有力的支持了产业的发展。

镇江大成新能源科技有限公司 方荣

第二章 太阳能及其应用

太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的 安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和维护性、资源的充足性及潜在的经济 性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位并且得到广泛的应用。

2.1太阳能的含义

一般是指太阳光的辐射能量，在现代一般用作发电。自地球形成生物就主要以太阳提供的热和光生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为保存食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。但在化石燃料减少下，才有意把太阳能进一步发展。太阳能的利用有光热转换和光电转换两种方式。太阳能发电是一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势能等等。

2.2太阳能的发展历史

据记载，人类利用太阳能已有3000多年的历史。将太阳能作为一种能源和动力加以利用，只有300多年的历史。近代太阳能利用历史可以从1615年法国工程师所罗门·德·考克斯在世界上发明第一台太阳能驱动的发动机算起。该发明是一台利用太阳能加热空气使其膨胀做功而抽水的机器。真正将太阳能作为“近期急需的补充能源”，“未来能源结构的基础”，则是近来的事。20世纪70年代以来，太阳能科技突飞猛进，太阳能利用日新月异。

2.3我国太阳能资源

我国是太阳能资源相当丰富的国家，绝大多数地区年平均日辐射量在4 kWh/㎡以上，西藏最高达7kWh/㎡。

2.4太阳能的应用

就目前来说，人类直接利用太阳能还处于初级阶段，主要有太阳能集热、太阳能热水系统、太阳能暖房、太阳能发电等方式。

2.4.1太阳能集热器

太阳能集热器(solar collector)在太阳能热系统中，接受太阳辐射并向传热工质传递热量的装置。按传热工质可分为液体集热器和空气集热器。按采光方式可分为聚光型集热器和吸热型集热器两种。一个好的太阳能集热器应该能用20～30年。

2.4.2 太阳能热水系统

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早期最广泛的太阳能应用即用于将水加热，现今全世界已有数百万太阳能热水装置。太阳能热水系统主要元件包括收集器、储存装置及循环管路三部分。此外，可能还有辅助的能源装置（如电热器等）以供应无日照时使用，另外尚可能有强制循环用的水，以控制水位或控制电动部份或温度的装置以及接到负载的管路等。依循环方式太阳能热水系统可分两种：自然循环式和自然循环式。

2.4.3太阳能暖房

太阳能暖房系统是由太阳能收集器、热储存装置、辅助能源系统，及室内暖房风扇系统所组成，其过程乃太阳辐射热传导，经收集器内的工作流体将热能储存，再供热至房间。至辅助热源则可装置在储热装置内、直接装设在房间内或装设于储存装置及房间之间等不同设计。

2.5太阳能发电

即直接将太阳能转变成电能，并将电能存储在电容器中，以备需要时使用。

2.5.1太阳能离网发电系统

太阳能离网发电系统包括

1、太阳能控制器 对所发的电能进行调节和控制，一方面把调整后的能量送往直流负载或交流负载，另一方面把多余的能量送往蓄电池组储存，当所发的电不能满足负载需要时，太阳能控制器又把蓄电池的电能送往负载。

2、太阳能蓄电池 组的任务是贮能，以便在夜间或阴雨天保证负载用电。

3、太阳能逆变器 负责把直流电转换为交流电，供交流负荷使用。

2.5.2太阳能并网发电系统

太阳能并网发电系统是将光伏阵列产生的可再生能源不经过蓄电池储能，通过并网逆变器直接反向馈入电网的发电系统。

2.5.3 Si太阳电池

硅太阳电池是最常用的卫星电源，由于空间技术的发展，各种飞行器对功率的需求越来越大。其中，以发展背表面场（BSF）、背表面反射器（BSR）、双层减反射膜技术为第一代高效硅太阳电池，这种类型的电池典型效率最高可以做到15%左右，目前在轨的许多卫星应用的是这种类型的电池。

2.5.4太阳能路灯

太阳能路灯是一种利用太阳能作为能源的路灯，因其具有不受供电影响，不用开沟埋线，不消耗常规电能，只要阳光充足就可以就地安装等特点，因此受到人们的广泛关注，又因其不污染环境，而被称为绿色环保产品。太阳能路灯即可用于城镇公园、道路、草坪的照明，又可用于人口分布密度较小，交通不便经济不发达、缺乏常规燃料，难以用常规能源发电，但太阳能资源丰富的地区，以解决这些地区人们的家用照明问题。

2.6太阳能的利弊

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2.6.1 优点

(1)普遍性：太阳光普照大地，没有地域的限制无论陆地 或海洋，无论高山 或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，且勿须开采和运输。

(2)无害性：开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁的能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。

(3)巨大性：每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤，其总量属现今世界上可以开发的最大能源。

(4)长久性：根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。

2.6.2 缺点

(1)分散性：到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大，但是 能流密度 很低。(2)不稳定性：由于受到 昼夜、季节、地理纬度 和 海拔 高度等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响，所以，到达某一地面的太阳辐照度既是间断的，又是极不稳定的，这给太阳能的大规模应用增加了难度。(3)效率低和成本高：目前太阳能利用的发展水平，有些方面在理论上是可行的，技术上也是成熟的。但有的太阳能利用装置，因为效率偏低，成本较高，总的来说，经济性还不能与常规能源相竞争。在今后相当一段时期内，太阳能利用的进一步发展，主要受到经济性的制约。

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第三章 太阳能光伏发电系统原理

光伏发电系统是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电系统装置。

3.1光电效应概述

光照射到某些物质上，引起物质的电性质发生变化，也就是光能量转换成电能。这类光致电变的现象被人们统称为光电效应（Photoelectric effect）。

3.2光生伏打效应概述及应用 3.2.1光生伏打效应

是指物体由于吸收光子而产生电动势的现象，是当物体受光照时，物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。

3.2.2光生伏打效应应用

光生伏打效应主要是应用在半导体的PN结上，把辐射能转换成电能。大量研究集中在太阳能的转换效率上。理论预期的效率为24％。由于半导体PN结器件在阳光下的光电转换效率最高，所以通常把这类光伏器件称为太阳能电池，也称光电池或太阳电池。

3.3太阳能电池及其太阳能组件 3.3.1太阳能电池的工作原理

太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。

3.3.2太阳能电池的生产流程

通常的晶体硅太阳能电池是在厚度350～450μ硅片从提拉或浇铸的硅锭上锯割而成。如图1

m的高质量硅片上制成的，这种 5

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图1太阳能电池的生产流程

3.3.3 太阳能电池的制造技术

晶体硅太阳能电池的制造工艺流程如图2。提高太阳能电池的转换效率和降低成本是太阳能电池技术发展的主流。

具体的制造工艺技术说明如下：

（1）切片：采用多线切割，将硅棒切割成正方形的硅片。

（2）清洗：用常规的硅片清洗方法清洗，然后用酸（或碱）溶液将硅片表面切割损伤层除去30－50um。

（3）制备绒面：用碱溶液对硅片进行各向异性腐蚀在硅片表面制备绒面。（4）磷扩散：采用涂布源（或液态源，或固态氮化磷片状源）进行扩散, 制成PN＋结，结深一般为0.3－0.5um。

（5）周边刻蚀：扩散时在硅片周边表面形成的扩散层，会使电池上下电极短路，用掩蔽湿法腐蚀或等离子干法腐蚀去除周边扩散层。

（6）去除背面PN＋结。常用湿法腐蚀或磨片法除去背面PN＋结。

（7）制作上下电极：用真空蒸镀、化学镀镍或铝浆印刷烧结等工艺。先制作下电极，然后制作上电极。铝浆印刷是大量采用的工艺方法。

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（8）制作减反射膜：为了减少入反射损失，要在硅片表面上覆盖一层减反射膜。制作减反射膜的材料有MgF2，SiO2，Al2O3，SiO，Si3N4，TiO2，Ta2O5等。工艺方法可用真空镀膜法、离子镀膜法，溅射法、印刷法、PECVD法或喷涂法等。

（9）烧结：将电池芯片烧结于镍或铜的底板上。(10)测试分档：按规定参数规范，测试分类。

3.3.4 太阳电池组装工艺简介

组件线又叫封装线，封装是太阳能电池生产中的关键步骤，没有良好的封装工艺，多好的电池也生产不出好的电池组件板。电池的封装不仅可以使电池的寿命得到保证，而且还增强了电池的抗击强度。产品的高质量和高寿命是赢得可客户满意的关键，所以组件板的封装质量非常重要。在这里只简单的介绍一下工艺的作用，给大家一个感性的认识.电池测试：由于电池片制作条件的随机性，生产出来的电池性能不尽相同，所以为了有效的将性能一致或相近的电池组合在一起，所以应根据其性能参数进行分类；电池测试即通过测试电池的输出参数（电流和电压）的大小对其进行分类。以提高电池的利用率，做出质量合格的电池组件。

正面焊接：是将汇流带焊接到电池正面（负极）的主栅线上，汇流带为镀锡的铜带，我们使用的焊接机可以将焊带以多点的形式点焊在主栅线上。焊接用的热源为一个红外灯（利用红外线的热效应）。焊带的长度约为电池边长的2倍。多出的焊带在背面焊接时与后面的电池片的背面电极相连

背面串接：背面焊接是将36片电池串接在一起形成一个组件串，我们目前采用的工艺是手动的，电池的定位主要靠一个膜具板，上面有36个放置电池片的凹槽，槽的大小和电池的大小相对应，槽的位置已经设计好，不同规格的组件使用不同的模板，操作者使用电烙铁和焊锡丝将“前面电池”的正面电极（负极）焊接到“后面电池”的背面电极（正极）上，这样依次将36片串接在一起并在组件串的正负极焊接出引线。

层压敷设：背面串接好且经过检验合格后，将组件串、玻璃和切割好的EVA、玻璃纤维、背板按照一定的层次敷设好，准备层压。玻璃事先涂一层试剂（primer）以增加玻璃和EVA的粘接强度。敷设时保证电池串与玻璃等材料的相对位置，调整好电池间的距离，为层压打好基础。（敷设层次：由下向上：钢化玻璃、EVA、电池片、EVA、玻璃纤维、背板）。

组件层压：将敷设好的电池放入层压机内，通过抽真空将组件内的空气抽出，然后加热使EVA熔化将电池、玻璃和背板粘接在一起；最后冷却取出组件。层压工艺是组件生产的关键一步，层压温度层压时间根据EVA的性质决定。我们使用

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快速固化EVA时，层压循环时间约为25分钟。固化温度为150℃。(电池板原料：玻璃，EVA，电池片、铝合金壳、包锡铜片、不锈钢支架、蓄电池等)如图3

图3 太阳能电池板

修边：层压时EVA熔化后由于压力而向外延伸固化形成毛边，所以层压完毕应将其切除。

装框：类似与给玻璃装一个镜框；给玻璃组件装铝框，增加组件的强度，进一步的密封电池组件，延长电池的使用寿命。边框和玻璃组件的缝隙用硅酮树脂填充。各边框间用角键连接。

焊接接线盒：在组件背面引线处焊接一个盒子，以利于电池与其他设备或电池间的连接。

高压测试：高压测试是指在组件边框和电极引线间施加一定的电压，测试组件的耐压性和绝缘强度，以保证组件在恶劣的自然条件（雷击等）下不被损坏。

组件测试：测试的目的是对电池的输出功率进行标定，测试其输出特性，确定组件的质量等级。目前主要就是模拟太阳光的测试Standard test condition（STC）,一般一块电池板所需的测试时间在7-8秒左右。

3.3.5 太阳能电池阵列设计步骤

１.计算负载24h消耗容量P P=H/V

V——负载额定电源 2.选定每天日照时数T(H)3.计算太阳能阵列工作电流

IP=P(1+Q)/T

Q——按阴雨期富余系数，Q=0.21～1.00

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4.确定蓄电池浮充电压VF

镉镍(ＧＮ)和铅酸(ＣＳ)蓄电池的单体浮充电压分别为1.4～1.6V和2.2V。5.太阳能电池温度补偿电压VT

VT=2.1/430(T-25)VF 6.计算太阳能电池阵列工作电压VP

VP=VF+VD+VT

其中VD=0.5～0.7

约等于VF 7.太阳电池阵列输出功率ＷＰ平板式太阳能电板。

WP=IP×UP

8.根据VP、WP在硅电池平板组合系列表格，确定标准规格的串联块数和并联组数。

3.4太阳能光伏发电系统

3.4.1太阳能光伏发电系统工作原理

光伏发电系统是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电系统装置。光伏发电系统的优点是较少受地域限制，因为阳光普照大地;光伏系统还具有安全可靠、无噪声、低污染、无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电及建设同期短的优点。

3.4.2太阳能光伏发电系统的组成

太阳能光伏发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）组成。如输出电源为交流220V或 110V，还需要配置逆变器(图5,6所示)。各部分的作用为：

（一）太阳能电池板 太阳能电池板(图4所示)是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳能转化为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。

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图4 太阳能电池板

（二）太阳能控制器 太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项。

（三）蓄电池 一般为铅酸电池，一般有12V和24V这两种，小微型系统中，也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。

（四）逆变器 在很多场合，都需要提供AC220V、AC110V的交流电源。由于太阳能的直接输出一般都是DC12V、DC24V、DC48V。为能向AC220V的电器提供电能，需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用DC-AC逆变器。在某些场合，需要使用多种电压的负载时，也要用到DC-DC逆变器，如将24VDC的电能转换成5VDC的电能（注意，不是简单的降压）。

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图5 太阳能电池发电系统的组成原理

图6太阳能电池发电系统的组成原理

3.4.3 太阳能光伏发电系统的设计需要考虑如下因素

问题

1、太阳能发电系统在哪里使用？该地日光辐射情况如何？ 问题

2、系统的负载功率多大？

问题

3、系统的输出电压是多少，直流还是交流？ 问题

4、系统每天需要工作多少小时？

问题

5、如遇到没有日光照射的阴雨天气，系统需连续供电多少天

问题

6、负载的情况，纯电阻性、电容性还是电感性，启动电流多大？

问题

7、系统需求的数量？

3.4.4太阳能光伏发电系统的发电方式

太阳能发电方式太阳能发电有两种方式，一种是光—热—电转换方式，另一种是光—电直接转换方式。

（1）光—热—电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电，一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气，再驱动汽轮机发电。前一个过程是光—热转换过程；后一个过程是热—电转换过程，与普通的火力发电一样.太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高，估计它的投资至少要比普通火电站贵5～10

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倍.一座1000MW的太阳能热电站需要投资20～25亿美元，平均1kW的投资为2000～2500美元。因此，目前只能小规模地应用于特殊的场合，而大规模利用在经济上很不合算，还不能与普通的火电站或核电站相竞争。

（2）光—电直接转换方式该方式是利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能，光—电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是一个半导体光电二极管，当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光能变成电能，产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵(图7)了。太阳能电池是一种大有前途的新型电源，具有永久性、清洁性和灵活性三大优点.太阳能电池寿命长，只要太阳存在，太阳能电池就可以一次投资而长期使用；与火力发电、核能发电相比，太阳能电池不会引起环境污染；太阳能电池可以大中小并举，大到百万千瓦的中型电站小到只供一户用的太阳能电池组，这是其它电源无法比拟的太阳能光伏发电方式有两种方式，一种是光—热—电转换方式，另一种是光—电直接转换方式。

图7太阳能电池方阵

3.4.5太阳能光伏发电系统对逆变电源的要求

采用交流电力输出的光伏发电系统，由光伏阵列、充放电控制器、蓄电池和逆变器(电源)四部分组成（并网发电系统一般可省去蓄电池），而逆变电源是关键部件。光伏发电系统对逆变电源要求较高：

（1）要求具有较高的效率。由于目前太阳电池的价格偏高，为了最大限度地利用太阳电池，提高系统效率，必须设法提高逆变电源的效率。

（2）要求具有较高的可靠性。目前光伏发电系统主要用于边远地区，许多电站无人值守和维护，这就要求逆变电源具有合理的电路结构，严格的元器件筛选，镇江大成新能源科技有限公司 方荣

并要求逆变电源具备各种保护功能，如输入直流极性接反保护，交流输出短路保护，过热，过载保护等。

（3）要求直流输入电压有较宽的适应范围，由于太阳电池的端电压随负载和日照强度而变化，蓄电池虽然对太阳电池的电压具有钳位作用，但由于蓄电池的电压随蓄电池剩余容量和内阻的变化而波动，特别是当蓄电池老化时其端电压的变化范围很大，如１２Ｖ蓄电池，其端电压可在１０Ｖ～１６Ｖ之间变化，这就要求逆变电源必须在较大的直流输入电压范围内保证正常工作，并保证交流输出电压的稳定。

（4）在中、大容量的光伏发电系统中，逆变电源的输出应为失真度较小的正弦波。这是由于在中、大容量系统中，若采用方波供电，则输出将含有较多的谐波分量，高次谐波将产生附加损耗，许多光伏发电系统的负载为通信或仪表设备，这些设备对电网品质有较高的外，当中、大容量的光伏发电系统并网运行时，为避免铎公共电网的电力污染，也要求逆变电源输出正弦波电流。

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第四章 太阳能光伏发电系统的应用

上世纪60年代，科学家们就已经将太阳电池应用于空间技术——通信卫星供电，上世纪末，在人类不断自我反省的过程中，对于光伏发电这种如此清洁和直接的能源形式已愈加亲切，不仅在空间应用，在众多领域中也大显身手。如：太阳能庭院灯、太阳能发电户用系统、村寨供电的独立系统、光伏水泵（饮水或灌溉）、通信电源、石油输油管道阴极保护、光缆通信泵站电源、海水淡化系统、城镇中路标、高速公路路标等。在世纪之交前后期间，欧美等先进国家光伏发电并入城市用电系统及边远地区自然界村落供电系统纳入发展方向。太阳电池与建筑系统的结合已经形成产业化趋势。

4.1各国家太阳能光伏并网发电实施情况

4.1.1欧美主要国家太阳能光伏并网发电实施情况

日本：1996年宣布可再生能源发展目标，到2010年可再生能源占一次能源供应量的3.1%，其中光伏发电4820 MW。具体措施包括：建筑光伏一体化发电系统工程示范，光伏住宅集中并网示范（200座3KW光伏住宅集中在一个地区进行并网运行），光伏住宅推广计划（1994－2002安装8万套）、地方新能源促进计划和企业新能源资助计划等。德国：1998年提出“10万光伏屋顶计划”，计划6年安装300－500MW光伏系统。美国：1997年宣布“百万屋顶计划”，计划到2010年在100万座屋顶上安装光伏发电和光热系统。西班牙：2001年制定了新的“电力法”来鼓励光伏并网发电。

4.1.2我国太阳能光伏发电应用

应用现状：2007年，中国光伏电池产量达到1000 MW，成为仅次于日本的全球第二大光伏制造基地，但国内光伏系统安装量仅约20 MW，光伏系统的累积装机容量达100 MW，相当于世界当年安装量的0.5%和世界累计安装量的0.8%。其中：农村电气化（包括道路照明）累计装机容量41MW，通讯和工业应用30MW，光伏产品（路灯、草坪灯、城市景观、LED照明、交通信号等）22.7MW，并网光伏发电6.3MW。目前，我省已建成和在建、拟建的光伏并网项目包括省委大院10KW光伏照明系统工程、镇江、丹阳的2个4KW的光伏并网系统、无锡国家工业设计园300KW光伏并网电站工程、无锡机场800KW屋顶光伏并网系统工程、尚德光伏研发中心大楼1000KW 光伏建筑一体化（BIPV）光伏并网电站、无锡五星花园小区屋顶300KW光伏并网系统、苏州国检屋顶光伏电站等，目前这些项目尚未取得国家太阳能光伏电站上网电价的批复。

4.2 我国太阳能光伏发电应用的操作难点

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1、光伏并网的审批和操作程序复杂。

2、缺少明确的光伏发电上网电价。

3、缺少可再生能源电力附加的具体使用办法。

4、没有具体可行的财税和金融扶持政策。

5、电力公司在发展可再生能源电力中的角色和责权利不清晰。６、没有可执行的光伏并网技术标准。

７、各地区、行业、企业和个人使用可再生能源电力积极性不高。

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第五章 太阳能发电产业发展现状及趋势

能源是现代社会存在和发展的基石。随着全球经济社会的不断发展，能源消费也相应的持续增长。随着时间的推移，化石能源的稀缺性越来越突显，且这种稀缺性也逐渐在能源商品的价格上反应出来。在化石能源供应日趋紧张的背景下，大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略中的重要组成部分。

5.1 国外太阳能发电产业发展现状及趋势

全球太阳能发电产业发展现状及趋势在化石能源日益稀缺的背景下，各国均大力发展太阳能利用，其中日本、欧洲国家(德国)和美国等经济发达、能源消耗大的国家起步较早，在技术和应用上都处于领先地位。由于太阳能发电成本较传统能源高，因此需要政府给予政策扶持。从20世纪90年代末开始，欧美、日本等国家纷纷实行“阳光计划”，在太阳能发电的价格、税收、发展基金等方面给予较大优惠。同时，在政府资助下，欧洲一些高水平的研究机构也加大了太阳能利用的研究。

欧美、日本等国家还制定了长期的能源发展战略，对太阳能的发展进行了长期规划。1997年6月美国提出“百万太阳能屋顶计划”，计划到2010年将在100万个屋顶或建筑物其他可能的部位安装太阳能系统，包括太阳能光伏发电系统、太阳能热水系统和太阳能空气集热系统。欧洲也于1997年左右也宣布了百万屋顶计划，其中，在太阳能利用领域领先的德国联合政府在欧洲百万屋顶的框架下于1998年10月提出了计划——在6年内安装10万套太阳能屋顶系统，总容量在300-500MV，每个屋顶约3-5KW。日本政府的计划目标是，到2010年安装500MW屋顶光伏发电系统。

在各国政府的扶持下，世界太阳能电池产量快速增长，1995-2005年间，全球太阳能电池产量增长了17倍。2005年，全球太阳能电池年产量达到了1650兆瓦，累计装机发电容量超过5GW，其中，日本太阳能电池产量达到762兆瓦，增长率为27%；欧洲产量增加48%，达到了464兆瓦；美国增加12%，达到了156兆瓦；世界其他地区增加96%，达到了274兆瓦。我们预计，2010年全球太阳能电池的年产量有望达到10400兆瓦，较2005年的年产量增长6.3倍；整个行业的销售收入有望在2005-2010年间，从130亿美元提高至450亿美元，在未来5年内增长3.5倍。同时，受益于规模经济、生产效率和工艺水平的提高，整个产业链的成本都有望下降，行业利润率有望保持在较高水平上。

5.2我国太阳能发电产业发展现状及趋势

我国太阳能资源非常丰富，大多数地区年平均日辐射量在每平方米4千瓦时 16

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以上，理论储量达每年1.7万亿吨标准煤，太阳能资源开发利用的潜力非常广阔。从全国太阳年辐射总量的分布来看，青藏高原和西北地区、华北地区、东北大部以及云南、广东、海南等部分低纬度地带均为太阳能资源丰富或较丰富的地区。

我国太阳能发电产业的应用空间也非常广阔。第一，我国有荒漠面积100余万平方公里，主要分布在光照资源丰富的西北地区，如果利用荒漠安装并网太阳能发电系统则可以提供非常可观的电量。第二，太阳电池组件不仅可以作为能源设备，还可作为屋面和墙面材料，既供电节能，又节省了建材，具有良好的经济效益。第三，迄今我国边远地区仍有较多居民尚未用电，如果单纯依靠架设电网供电，则成本高，建设周期长，不经济。太阳能发电无需架设输电线路，且建设周期短，可以有效解决边远地区用电的难题。

我国政府对太阳能产业也给予了充分的扶持。2006年1月，《中华人民共和国可再生能源法》正式实施，此法在资源调查与发展规划、产业指导与技术支持、推广与应用、价格管理与费用分摊、经济激励与监督措施、法律责任等方面做出了规定。随后，国家又陆续出台了《可再生能源发展专项资金管理暂行办法》、《可再生能源建筑应用专项资金管理暂行办法》等支持可再生能源发展的实施细则，使国家在可再生能源领域方面的扶持政策日趋明朗化。这一系列法律、政策无疑有力的支持了我国太阳能发电产业的发展。

近20年来，我国太阳能发电产业长期维持在全球市场1%左右的份额。2005年后，产业有了突飞猛进的发展，无锡尚德、天威英利、新光硅业、赛维LDK、新疆新能源、常州天合、天津京瓷等公司纷纷进入成长期，生产规模不断扩大，技术水平不断提高，企业竞争力不断增强。而且，浙江、保定、四川等地的公司已经开始多晶硅太阳电池的生产或试车，市场上形成了单晶硅和多晶硅两种主打电池产品的局面。目前，我国非多晶硅薄膜电池产业也展现出迅猛发展的势头，很多国内公司通过与国外公司的合作已经开始进行或计划进行非多晶硅薄膜电池项目的投资。

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结论

本文通过对太阳能的发展历程以及太阳能应用，主要的是太阳能光伏发电系统原理及应用的研究，让我更加深刻的认识到发展利用可再生能源是当今世界必须要走的能源之路。只有这样才能最大限度的降低环境污染，从而保卫我们生存的地球。光是一种清洁、可再生能源，并且太阳能资源在我国广泛分布。由于我国是一个能源消耗大国，并且人口分布极不合理，因此发展太阳能光伏发电系统对于我国的可持续发展、保持能源供给的独立性和安全性，以及分散人口地区居民用电具有重要意义。

同时，在研究这个论题时，也让我更加深刻的理解事物的发展是存在两面性的。在太阳能开发利用的同时，还存在许多的技术难关，还 有环境是否也会遭到破坏！这些问题是每个人都要想的。在此同时，也希望开发利用太阳能的技术越来越完善。

希望尽快的实现太阳能时代的目标，那时边远以及用电困难的地区都能用上太阳能发电供电，解决用电问题。实现“阳光工程”、“光伏屋顶工程”。

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参考文献

[1] 郝晶卉 机电专业委员会全国职业培训教学工作指导委员会 电工与电子基础 机械工业出版社 2009年01月

[2] 袁运开 物理教学 中国科学技术协会中国物理学会 1978-01-01年创刊

[3] 崔容强、赵春江、吴达成 并网型太阳能光伏发电系统——太阳能实用技术丛书 化学工业出版社 2007-7第1版

[4] 黄汉云 太阳能光伏发电应用原理 化学工业出版社 2009年3月 1日

[5] 尹建华,李志伟 半导体硅材料基础 化学工业出版 2009-7 [6] 罗玉峰等著21世纪高校规划教材（光伏专业）太阳能光伏发电 技术 电力建设网 2009 [7] 罗玉峰 陈裕先 李 玲 太阳能光伏发电技术 江西高校出版社 2009

[8] 李钟实 太阳能光伏发电系统设计施工与维护 人民邮电出版 [9] 浅述太阳能热发电的发展历史和现状 摘自《中国建设动态阳光能源》

[10] 浅述太阳能热发电技术的发展历史和现状 中国自动化网新闻 [11] 惠晶 方光辉 新能源转换与控制技术 机械工业出版社 2008-02

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致谢

本论文是在指导赵老师的悉心指导下完成的。胡老师严谨治学的态度给我树立了榜样，使我受益匪浅。在此特向指导老师的关心和帮助表示诚挚的敬意和衷心的感谢！

在论文工作的过程中，保定英利新能源有限公司为我的课题研究提供了良好的条件，使我顺利完成了论文的工作，在此向他们致以崇高的谢意！

7.太阳能光伏发电系统应用技术 篇七

1 太阳能光伏发电的组成和分类

1.1 太阳能光伏的组成。太阳能光伏主要由控制器、逆变器及太阳能电池方阵三部分组成。

1.1.1 控制器。太阳能控制器可以对整个光伏发电系统进行控制并保护, 当局部温差较大时, 还可以实现温度补偿。1.1.2 逆变器。由于太阳能电池和蓄电池使用的都是直流电源, 只有在逆变器的作用下, 才可以直接将直流电转化为交流电, 为独立的负载提供电能。按照运行方式, 可以将其分为独立运行逆变器和并网逆变器。独立运行逆变器应用于独立运行发电系统;并网逆变器应用于并行太阳能发光系统。1.1.3 太阳能电池方阵。在光照下, 电池会吸收一定的光能, 然后在其两端产生电荷, 可以称之为“光生伏打效应”。在光生伏打作用下, 可以产生电动势, 然后将光能转化为电能, 成为能量交换器。

1.2 太阳能光伏系统的分类。目前可以将太阳能光伏系统分为离网光伏蓄电系统和光伏并网发电系统。

1.2.1 离网光伏蓄电系统。离网光伏蓄电系统的主要特点是应用简单、适应性广, 但是由于其体积较大, 维护起来较困难, 导致使用范围受到了约束。1.2.2 光伏并网发电系统。当用电荷载比较大时, 太阳能系统必须向市场供电。在光伏并网发电系统的作用下, 扩宽了电能使用范围, 提高了系统灵活度, 同时降低了资金耗费, 具体示意图如图1 所示。

2 太阳能光伏发电系统应用的优缺点

太阳能光伏发电系统的优点:不受地方限制;安全性能好;无噪音、无污染;不浪费资源;安装简易、建设时间较短;可以分步实施;不需要架设远程输电线路。

太阳能光伏发电系统缺点:容易受地理位置、气象条件影响;光能转化效率较低;安装成本较高。

3 国外光伏发电技术的应用现状

在经济发展的带动下, 光伏发电得到了迅速发展, 已经成为全球增长速度最快的新型技术之一。进入21 世纪后, 在欧洲和日本等地扶持政策的支持下, 光伏发电技术取得了新进展, 转化效率也得到了显效提升, 实验室使用的晶体硅光电池转化效率已经可以达到15%, 单体硅转化率23.4%, 与此同时, 太阳能光伏电池使用寿命也得到了明显增长, 最长可以达到30 年。

目前太阳能光伏发电系统已经在很多欧盟国家兴起, 实现了太阳能电池的可再生计划。在1997 年6 月, 美国总统宣布了“克林顿总统百万屋顶光伏计划”, 国家能源机构实施了一系列宏伟计划, 完成了325个城市10 万个建筑项目上安装3GW光伏系统;日本政府在2010 年完成4600MW光伏发电系统;德国安装了并网光伏发电系统, 可以满足50%的总能耗量。

截至2010 年, 很多欧盟国家太阳能发电总容量可以达到3GW, 澳大利亚是0.75GW。在太阳能光伏技术的不断发展下, 太阳能光伏系统将围绕高效率、低消耗、长寿等开展。很多专家预测, 在2050 年, 太阳能光伏发电应用总量可以达到15%, 在21 年将会占据65%。

4 国内太阳能光伏发电应用现状

在我国实施“六五“”七五“”八五”等计划之后, 光伏发电得到了迅速进步, 光伏组件的生产及加工能力也在不断增强, 市场越来越大。截至现在为止, 我国已经可以稳定的占据全球光伏产业市场的1%份额。

在“十二五”实施期间, 我国光伏发电装机量已将达到七万KW, 我国光伏市场正在发生着着显著变化, 我国在2010 到2012 年, 已将光伏发电由传统独立系统转化为并网发电系统, 根据相关研究显示, 在2020年, 我国光伏产业将会得到新的变化。

国内1MW并网应用举例如下:第一, 深圳国际园林花卉博览园建立的太阳能光伏发电:该发电站主要由太阳能电池板和并网逆变器组成, 使用直接与市并网连接的方式运行, 总容量在1000.323KW, 年发电在100 万KW/h, 提供了大量电能, 节省了运营费用。第二, 上海市崇明县前卫生态村:上海市崇明前卫村太阳能光伏发电由上海威信能源发展有限公司建立, 此项目的成功建立成为上海太阳能光伏发电示范项目之一, 年发电量可以达到107.4KW/h, 与火力发电站比较, 不仅减少了有害气体排放, 还节省了能源。

5 太阳能光伏发电面临的问题

第一, 成本问题。太阳能光伏发电建设项目耗费的资金远大于其他新能源项目。成本较高的主要原因是, 原材料硅价格涨的非常快, 而且现阶段, 太阳能电池板又是整个工程中资金消耗较大的部分, 所以, 要解决成本高问题, 必须降低原材料成本。

第二, 电网产生的冲击。太阳能光伏是一种能量密度低、稳定性能差的资源, 很容易受到天气和地方差异的影响, 并网发电后, 定会给电网的安全、稳定和经济运行造成一定影响。

第三, 政策支持较少。国外的很多国家会对太阳能光伏发电用户给予一定的扶持和优惠。在国内, 由于太阳能光伏发电起步的较晚, 很多政府部门还不能对其引起重视, 在高额成本的消耗下, 政府不能对太阳能光伏发电引起重视, 影响了光伏发电项目的顺利进展, 为了解决这些问题, 应该加强政府政策扶持。

结束语

随着太阳能光伏技术广泛的发展, 全世界已经广泛开始了光伏技术应用, 为了促进光伏技术的发展, 国家相关机关应该给予光伏技术一定的政策和资金扶持, 帮助太阳能光伏技术迅速的进入千家万户, 给人们的生活带来方便, 减少能源浪费。

参考文献

[1]李薇薇.太阳能光伏发电技术的应用前景及展望[M].北京:化学工业出版社, 2015 (3) .

[2]王长贵;秦盼盼.太阳光伏发电的实用技术[J].机电产品开发和创新, 2014 (9) .

8.太阳能光伏新技术 篇八

“太阳能光伏发电技术国家重点实验室”总投资达5.4亿元,总建筑面积达60800平方米。实验室下设四个中心和一个基地,分别是:硅材料研究中心、光伏太阳电池研究中心、电池组件研究中心、应用系统研究中心和中试基地。实验室将以英利集团的完整光伏产业链生产和技术模式为依托,从事全产业链的晶体硅光伏材料、太阳电池与光伏组件、光伏发电系统的应用及基础研究。研发方向包括:硅材料制备及特性;高性能太阳电池及组件研究;光伏发电系统的应用及基础研究等前沿研发课题。实验室将采用“开放、流动、联合、竞争”的运行机制,并设有由国内外知名专家组成的学术委员会及省市主管部门和依托单位领导组成的管理委员会,对实验室工作进行指导和监督,确保了实验室高效有序地运行。

依靠对完整产业链的整体技术优化,不断加大对太阳能光伏产业共性、关键和前沿技术问题的攻关力度,英利集团的六九硅业新硅烷法生产的高纯度多晶硅项目及最高转换效率已達18.8% 的新一代N型太阳能电池研发的“熊猫计划”项目,已达到了世界先进水平,这为国家重点实验室的建立奠定了坚实的基础。