【正文】 飽和電流； A,B：理想因子，一般介于 1和 2之間 機械工業(yè)出版社 第 4章 太陽能、光伏發(fā)電與控制技術 ( 1 )LGO C DS C RA k T IV V InqI? ? ?47 光伏電池模型 機械工業(yè)出版社 第 4章 太陽能、光伏發(fā)電與控制技術 參考文獻： 茆美琴，余世杰，蘇建徽 .帶有 MPPT 功能的光伏陣列 Matlab 通用仿真模型 [J].系統(tǒng)仿真學報 .（ 5） :12481251. 48 機械工業(yè)出版社 第 4章 太陽能、光伏發(fā)電與控制技術 2．光伏電池的伏安特性 2．光伏電池的伏安特性 圖 4－ 20 光伏電池的伏 ―― 安特性 ` 機械工業(yè)出版社 49 第 4章 太陽能、光伏發(fā)電與控制技術 當負載 RL從 0變化到無窮大時，即可得到如圖所示太陽能電池輸出特性曲線。 圖 418 光伏電池等效電路圖 機械工業(yè)出版社 第 4章 太陽能、光伏發(fā)電與控制技術 46 光伏電池的輸出特性方程： 式中： shRdLG IIII ???(){ e x p [ ] 1 }SSL G o sshq V I R V I RIIA k T R??? ? ? ?)]11(e x p [][ 3 TTBKqETTIIrGOroros ??1 0 0 0)]2 9 8([ 1???? TkIIS C RLG并聯(lián)電阻 Rsh越大，不會影響短路電流的數(shù)值。 （ 3）蓄電池、蓄能元件及輔助發(fā)電設備 蓄電池或其他蓄能元件如超導、超級電容器等是將太陽能電池陣列轉換后的電能儲存起來，以使無光照時也能夠連續(xù)并且穩(wěn)定的輸出電能，滿足用電負載的需求。 D CA C機械工業(yè)出版社 第 4章 太陽能、光伏發(fā)電與控制技術 圖 415 并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng) 討論 如果太陽能發(fā)電給交流負載供電，則采用獨立發(fā)電形式和并網(wǎng)發(fā)電形式電路結構有何區(qū)別？控制方式有何區(qū)別？ 42 圖 410 典型的光伏發(fā)電系統(tǒng) 6. 太陽能 光伏發(fā)電系統(tǒng)的典型結構 機械工業(yè)出版社 第 4章 太陽能、光伏發(fā)電與控制技術 43 2 .系統(tǒng)組成 （ 1）太陽能電池組件：由太陽能電池（也稱光伏電池）按照系統(tǒng)的需要串聯(lián)或并聯(lián)而組成的矩陣或方陣，在太陽光照射下將太陽能轉換成電能，它是光伏發(fā)電的核心部件。這種系統(tǒng)中所用的逆變器必需是專用的并網(wǎng)逆變器，以保證逆變器輸出的電力滿足公共電網(wǎng)的電壓、頻率和相位等性能指標的要求。如在一些同時具有交流和直流負載的通信基站或其他一些含有交流和直流負載的光伏電站中使用了這種類型的光伏系統(tǒng)。如在我國的西部地區(qū)部分鄉(xiāng)村光伏電站使用了這種類型的光伏系統(tǒng)，中國移動和中國聯(lián)通公司在偏僻無電地區(qū)的通信基站等。 直 流用 電設 備機械工業(yè)出版社 第 4章 太陽能、光伏發(fā)電與控制技術 圖 412 簡單直流供電系統(tǒng) 38 （ 3）大型太陽能供電系統(tǒng)（ Large DC） 該系統(tǒng)的特點是系統(tǒng)中用電器也是直流負載，但負載功率比較大，整個系統(tǒng)的規(guī)模也比較大，需要配備較大的太陽能光伏陣列和較大的蓄電池組。整個系統(tǒng)結構簡單，直接使用太陽能電池陣列給負載供電，光伏發(fā)電的整體效率較高。如在我國的西北地區(qū)大面積推廣使用了這種類型的光伏系統(tǒng)，負載為直流節(jié)能燈、家用電器等，用來解決無電地區(qū)家庭的基本照明和供電問題。 機械工業(yè)出版社 第 4章 太陽能、光伏發(fā)電與控制技術 29 1. 半導體的內部結構 機械工業(yè)出版社 第 4章 太陽能、光伏發(fā)電與控制技術 圖 45 一般的半導體結構 30 2. P型半導體的結構 機械工業(yè)出版社 第 4章 太陽能、光伏發(fā)電與控制技術 圖 46 P型半導體 31 3. N型半導體的結構 機械工業(yè)出版社 第 4章 太陽能、光伏發(fā)電與控制技術 圖 47 N型半導體 32 4. 太陽能電池晶片的組成 機械工業(yè)出版社 第 4章 太陽能、光伏發(fā)電與控制技術 圖 48 太陽電池晶片 33 5. 太陽能晶片受光的物理過程 機械工業(yè)出版社 第 4章 太陽能、光伏發(fā)電與控制技術 圖 49 太陽能晶片受光的物理過程 34 太陽能電池的分類 1. 單晶硅太陽能電池 效率高（可達 20%） 2. 多晶硅太陽能電池 電池含多個不同晶粒組成，效率低（ 1315%） 但工藝簡單，可大規(guī)模生成 3. 非晶硅太陽能電池 主要應用于消費市場，如手表、玩具。 所謂光電效應，就是指物體在吸收光能后，其內部能傳導電流的載流子分布狀態(tài)和濃度發(fā)生變化，由此產(chǎn)生出電流和電動勢的效應。單晶和多晶電池用量最大，非晶電池用于一些小系統(tǒng)和計算器輔助電源等。 ※ （ 5）太陽能－－機械能轉換 2．太陽能的轉換 9 機械工業(yè)出版社 第 4章 太陽能、光伏發(fā)電與控制技術 3．太陽能貯存 ※ （ 1）熱能貯熱 ※ （ 2）電能貯存 ※ （ 3）氫能貯存 ※ （ 4）機械能貯存 10 機械工業(yè)出版社 第 4章 太陽能、光伏發(fā)電與控制技術 4．太陽能傳輸 ※ （ 1）直接傳輸（光學原理：反射折射傳輸） ※ （ 2）間接傳輸（轉為熱能、電能等傳輸。 ※ （ 2）太陽能 ―― 電能轉換 方便能量的利用、傳輸和分配，太陽能電池效率低 (20%) ※ （ 3）太陽能 ―― 氫能轉換 通過分解水轉換成氫能。 廣義上講：地球上的風能、水能、海洋溫差能、生物質能等都來源于太陽能，即使煤、石油等化石燃料也可以說是遠古儲存的太陽能。 太陽輻射 地區(qū) 太陽平均輻射強度 kWh/(m2 5 地面輻射的時空變化特點是： ① 全年以赤道獲得的輻射最多 ， 極地最少 。第 4章 太陽能、光伏發(fā)電與控制技術 機械工業(yè)出版社 第 4章 太陽能、光伏發(fā)電與控制技術 機械工業(yè)出版社 2 第 4章 太陽能、光伏發(fā)電與控制技術 太陽的輻射及太陽能簡介 太陽能的轉換與應用 太陽能 電池與光伏發(fā)電原理 MPPT光伏變換與控制技術 光伏陣列并網(wǎng)逆變器的結構與控制策略 光伏發(fā)電的制約因素與經(jīng)濟技術評價 本章主要內容 機械工業(yè)出版社 3 第 4章 太陽能、光伏發(fā)電與控制技術 4