光伏發(fā)電與控制技術(shù)-閱讀頁
2025-05-17 06:12本頁面
【正文】 太陽能電池與光伏 發(fā)電原理 太陽能電池 太陽能光伏發(fā)電的最基本元件是太陽電池（片），有單晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜電池等種類。 機(jī)械工業(yè)出版社 第 4章 太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù) 32 太陽能電池原理 太陽能電池的原理是基于半導(dǎo)體的光伏效應(yīng)，將太陽輻射直接轉(zhuǎn)換為電能。在氣體、液體和固體中均可產(chǎn)生這種效應(yīng)，而半導(dǎo)體光伏效應(yīng)的效率最高。 （ 2）充放電控制器、逆變器 本部分除了對蓄電池或其他中間蓄能元件進(jìn)行充放電控制外，一般還要按照負(fù)載電源的需求進(jìn)行逆變，使光伏陣列轉(zhuǎn)換的電能經(jīng)過變換后可以供一般的用電設(shè)備使用。 機(jī)械工業(yè)出版社 第 4章 太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù) 42 3. 光伏系統(tǒng)分類 （ 1）小型太陽能供電系統(tǒng)（ Small DC） 該系統(tǒng)的特點(diǎn)是系統(tǒng)中只有直流負(fù)載而且負(fù)載功率比較小，整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便。 機(jī)械工業(yè)出版社 第 4章 太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù) 圖 411 小型太陽能供電系統(tǒng) 43 （ 2）簡單直流系統(tǒng)（ Simple DC） 該系統(tǒng)的特點(diǎn)是系統(tǒng)中負(fù)載為直流負(fù)載，而且負(fù)載的使用時(shí)間沒有特別要求，負(fù)載主要在日間使用，系統(tǒng)中沒有蓄電池，也不需要控制器。如光伏水泵就使用了這種類型的光伏系統(tǒng)。常應(yīng)用于通信、遙測、監(jiān)測設(shè)備電源，農(nóng)村集中供電站，航標(biāo)燈塔、路燈等領(lǐng)域。 直 流用 電設(shè) 備直 流用 電設(shè) 備直 流用 電設(shè) 備直 流用 電設(shè) 備機(jī)械工業(yè)出版社 第 4章 太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù) 圖 413 大型太陽能供電系統(tǒng) 45 該系統(tǒng)的特點(diǎn)是系統(tǒng)中同時(shí)含有直流負(fù)載和交流負(fù)載，整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，整個(gè)系統(tǒng)的規(guī)模也比較大，同樣需要配備較大的太陽能光伏陣列和較大的蓄電池組。 （ 4）交流、直流供電系統(tǒng)（ AC/DC） 直 流用 電設(shè) 備直 流用 電設(shè) 備直 流用 電設(shè) 備直 流用 電設(shè) 備D CD CA C交 流 用 電設(shè) 備機(jī)械工業(yè)出版社 第 4章 太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù) 圖 414 交流、直流供電系統(tǒng) 46 （ 5）并網(wǎng)系統(tǒng)（ Utility Grid Connect） 這種系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是太陽能電池陣列轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的直流電經(jīng)過三相逆變器（ DC/AC）轉(zhuǎn)換成為符合公共電網(wǎng)要求的交流電并直接并入公共電網(wǎng)，供公共電網(wǎng)用電設(shè)備使用和遠(yuǎn)程調(diào)配。這種系統(tǒng)通常能夠并行使用市電和太陽能電池陣列作為本地交流負(fù)載的電源，降低了整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)載缺電率；而在夜晚或陰雨天氣，本地交流負(fù)載的供電可以從公共電網(wǎng)獲得。 圖 418 光伏電池等效電路圖 機(jī)械工業(yè)出版社 第 4章 太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù) 49 光伏電池的輸出特性方程： 式中： shRdLG IIII ???{ e x p [ ( ) ] 1 } SL G o s SshV I RqI I V I RA 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。 K) ：日照強(qiáng)度； q：單位電荷 (*1019C)； K1 ：短路電流的溫度系數(shù)； ISCR：標(biāo)準(zhǔn)測試條件（光伏電池溫度 25℃ ，日照強(qiáng)度為 1000W/m2）下，光伏電池的短路電流； ILG：光電流；EGO：半導(dǎo)體材料的禁帶寬度； Tr：參考溫度 (。調(diào)節(jié)負(fù)載電阻 RL到某一值 Rm時(shí)，在曲線上得到一點(diǎn) M，其對應(yīng)的工作電壓和工作電流之積最大，即 Pm=Im*Vm，將此 M點(diǎn)定義為最大功率輸出點(diǎn)（ MPP）。通過測量電壓、電流和功率，比較它們之間的變化關(guān)系，決定當(dāng)前工作點(diǎn)與峰值點(diǎn)的位置關(guān)系，然后控制電流（或電壓）向當(dāng)前工作點(diǎn)與峰值功率點(diǎn)移動，最后控制電流（或電壓）在峰值功率點(diǎn)附近一定范圍內(nèi)來回?cái)[動。 MPPT就是一個(gè)不斷測量和不斷調(diào)整以達(dá)到最優(yōu)的過程，它不需要知道光伏陣列精確的數(shù)學(xué)模型，而是在運(yùn)行過程中不斷改變可控參數(shù)的整定值，使得當(dāng)前工作點(diǎn)逐漸向峰值功率點(diǎn)靠近，使光伏系統(tǒng)運(yùn)作在峰值功率點(diǎn)附近。其中無源逆變用于孤立型光伏發(fā)電站，通過逆變器將直流逆變?yōu)榉讲ɑ蚪?jīng) SPWM調(diào)制為正弦波交流電，直接向交流負(fù)載供電。光伏發(fā)電系統(tǒng)中的逆變器按輸入側(cè)直流儲能元件類型可進(jìn)一步劃分為電壓型逆變和電流型逆變兩類；按拓樸結(jié)構(gòu)又可分為單相半橋逆變電路，單相全橋逆變電路和三相全橋逆變電路三種。 77 機(jī)械工業(yè)出版社 小結(jié) 本章介紹太陽能光伏發(fā)電的相關(guān)知識，從太陽能的利用方面初步了解太陽能電池的基本原理和特性，介紹 了 MPPT及 其控制的原理和方法；并進(jìn)一步簡述的在太陽能應(yīng)用中常用 的 DC－ DC變換或 DC－AC變換，最后列舉了一些知名廠商的太陽能逆變器產(chǎn)品
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1