太阳能发电系统简介

太阳能发电系统简介

一. 系统组成

太阳能发电系统主要分为离网发电系统、并网发电系统及分布式发 电系统：这里将重点介绍离网发 电系统的基本原理与构成

二. 单个元器件介绍

（一）太阳能板

主要类型有：
晶体硅电池板：多晶硅太阳能电池、单晶硅太阳能电池。
非晶硅电池板：薄膜太阳能电池、有机太阳能电池。
化学染料电池板：染料敏化太阳能电池。
（1）单晶硅太阳能电池
单晶硅太阳能电池的光电转换效率为15%左右，最高的达到 24%，这是所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的，但制作成本很大，以致于它还不能被普遍地使用。由于单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装，因此其坚固耐用，使用寿命一般可达15 年，最高可达25 年。
（2）多晶硅太阳能电池
多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多，但是多晶硅太阳能电池的光电转换效率则要降低不少，其光电转换效率约12%左右 (2004年7月1日日本夏普上市效率为14.8%的世界最高效率多晶硅太阳能电池)。 从制作成本上来讲，比单晶硅太阳能电池要便宜一些，材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此得到大量发展。此外，多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。从性能价格比来讲，单晶硅太阳能电池还略好。
（3）非晶硅太阳能电池
非晶硅太阳电池是1976年出现的新型薄膜式太阳电池，它与单晶硅和多晶硅太阳电池的制作方法完全不同，工艺过程大大简化，硅材料消耗很少，电耗更低，它的主要优点是在弱光条件也能发电。但非晶硅太阳电池存在的主要问题是光电转换效率偏低，国际先进水平为10%左右，且不够稳定，随着时间的延长，其转换效率衰减。
（4）多元化合物太阳电池
多元化合物太阳电池指不是用单一元素半导体材料制成的太阳电池。各国研究的品种繁多，大多数尚未工业化生产，主要有以下几种：a)硫化镉太阳能电池b)砷化镓太阳能电池c)铜铟硒太阳能电池(新型多元带隙梯度Cu(In, Ga)Se2薄膜太阳能电池)
Cu(In, Ga)Se2是一种性能优良太阳光吸收材料，具有梯度能带间隙（导带与价带之间的能级差）多元的半导体材料，可以扩大太阳能吸收光谱范围，进而提高光电转化效率。以它为基础可以设计出光电转换效率比硅薄膜太阳能电池明显提高的薄膜太阳能电池。可以达到的光电转化率为18%，而且，此类薄膜太阳能电池，未发现有光辐射引致性能衰退效应（SWE），其光电转化效率比商用的薄膜太阳能电池板提高约50~75%，在薄膜太阳能电池中属于世界的最高水平的光电转化效率。

（二）控制器

太阳电源控制器系统主要由专用处理器CPU、电子元器件、显示器以及开关功率管等核心组件构成。太阳电源控制器系统主要由专用处理器CPU、电子元器件以及显示器等核心组件构成。太阳电源控制器系统主要由专用处理器CPU、电子元器件以及显示器等核心组件构成。

（三）逆变器

为了将220VAC的电器获得电能,必须将太阳能发电系统产生的直流电转换为交流电.因此必须配备DC-AC逆变器.

（四）蓄电池

储能设备的作用是在光照条件下从太阳能电池板中捕获产生的电能，并在需求时将其释放出来。它主要应用于太阳能发电系统中。该技术采用铅酸免维护型、普通铅酸型、胶体型以及碱性镍镉型四种不同类型的储能设备。常见的用于中国内地及周边地区的储能系统的主要类型包括：铅酸免维护型和胶体型两类储能设备。这是因为它们具有无需维护且对环境影响较小的特点，在保障能源可靠供应方面表现突出，并特别适合安装于性能稳定的太阳发电站以及无人值守的工作站等场所。

三、选择要求

基本要求要从用电器的耗电量开始算起：
以100w用电器每天使用6小时为例
(1).计算每天消耗瓦时数（包括逆变器损耗），若逆变器转换效率为90%，则输出功率为100w时，实际需要输出功率为100/90%=111w，按每天用电器使用5小时则耗电量为111w*5h=555wh
(2)计算太阳能板，按每日有效照射时间为6小时
太阳能电池板输出功率为555w/6h/70%=130w,70%为充电过程中太阳能电池板的实际使用功率。
即130w的太阳能板有效光照6小时可供100w的用电器使用5小时。
下面表1为相应的选取要求。

器件	要求
太阳能板	一般要求 <100w 12v输出；>100w 18v 、24v输出；>220w 48v输出
控制器	与电池板输出功率一致，电流用功率除以电压就行
蓄电池	电压与电池板一致，容量用 耗电量/电压，例如555wh/24v=24Ah
逆变器	逆变器的功率要大于用电器的才能带起来，电压要大于等于电池的