太阳能发电原理与技术应用

一、太阳能发电原理：
      (一)太阳能电池是如何工作的?

晶体硅n/p型太阳电池的工作原理：当p型半导体与n型半导体紧密结合连成一块时，在两者的交界面处就形成p-n结。当光电池被太阳光照射时，在p-n结两侧形成了正、负电荷的积累，产生了光生电压，形成了内建电场，这就是“光生伏打效应”。从理论上讲，此时，若在内建电场的两侧面引出电极并接上适当负载，就会形成电流，负载上就会得到功率。太阳能电池组件就是利用半导体材料的电子学特性实现P-V转换的固体装置。

(二)太阳能系统基本组成

如上图所示，太阳能发电系统由太阳能电池组件、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。

(三)各部分的作用为：

太阳能电池板：太阳能电池板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。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。

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。

蓄电池：一般为铅酸电池，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。

逆变器：太阳能的直接输出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。为能向220VAC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。效率是选购逆变器时的重要标准之一。效率越高，意味着在将光电组件产生的直流电转换成交流电的过程中产生的电量损耗就越少。可以这样说，逆变器的质量决定了发电系统的效益，它是太阳能发电系统的核心。

(四)太阳能发电系统的设计需要考虑的主要因素：

太阳能发电系统在哪里使用?该地日光辐射情况如何?

系统的负载功率多大?

系统的输出电压和频率是多少，直流还是交流?

系统每天需要工作多少小时?

如遇到没有日光照射的阴雨天气，系统需连续供电多少天?

负载的情况，电阻性、电容性还是电感性，启动电流多大?

二、太阳能发电技术应用：

太阳能光伏发电系统是由光伏电池板、控制器和电能储存及变换环节构成的发电与电能变换系统。随着全球光伏产业的迅速发展，从电池板的生产到电力电子变换器的设计，众多的光伏发电相关技术都得到了极大的发展，对于一个光伏发电系统，太阳能电池技术、光伏阵列的最大功率跟踪(MaximumPowerPointTracking，MPPT)技术、聚光器技术、孤岛效应检测技术等都是系统运行所涉及到的重要技术。