2015-2019年中国太阳能光伏发电产业深度分析及发展规划咨询建议报告光伏发电是根据光生伏特效应原理,利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电,光伏发电系统主要由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成,它们主要由电子元器件构成,不涉及机械部件,所以,光伏发电设备极为精炼,可靠稳定寿命长、安装维护简便。理论上讲,光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合,上至航天器,下至家用电源,大到兆瓦级电站,小到玩具,光伏电源可以无处不在。光生伏特效应英文名称:Photovoltaiceffect。光生伏特效应是指半导体在受到光照射时产生电动势的现象。光生伏特效应--(可制作光电池、光敏二极管、光敏三极管和半导体位置敏感器件传感器);侧向光生伏特效应(殿巴效应)--(可制作半导体位置敏感器件(反转光敏二极管)传感器);PN结光生伏特效应--(可制作光电池、光敏二极管和光敏三极管传感器)。P-N结:太阳能电池发电的原理是基于半导体的光生伏特效应将太阳辐射直接转换为电能。在晶体中电子的数目总是与核电荷数相一致,所以P型硅和N型硅对外部来说是电中性的。如将P型硅或N型硅放在阳光下照射,仅是被加热,外部看不出变化。尽管通过光的能量电子从化学键中被释放,由此产生电子-空穴对,但在很短的时间内(在μS范围内)电子又被捕获,即电子和空穴复合。当P型和N型半导体结合在一起时,在两种半导体的交界面区域里会形成一个特殊的薄层,界面的P型一侧带负电,N型一侧带正电。这是由于P型半导体多空穴,N型半导体多自由电子,出现了浓度差。N区的电子会扩散到P区,P区的空穴会扩散到N区,一旦扩散就形成了一个由N指向P的内电场,从而阻止扩散进行。达到平衡后,就形成了这样一个特殊的薄层形成电势差,这就是P-N结。至今为止,大多数太阳能电池厂家都是通过扩散工艺,在P型硅片上形成N型区,在两个区交界就形成了一个P-N结(即N+/P)。太阳能电池的基本结构就是一个大面积平面P-N结。如果光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被吸收,具有足够能量的光子能够在P型硅和N型硅中将电子从共价键中激发,以致产生电子-空穴对。界面层附近的电子和空穴在复合之前,将通过空间电荷的电场作用被相互分离。电子向带正电的N区和空穴向带负电的P区运动。通过界面层的电荷分离,将在P区和N区之间产生一个向外的可测试的电压。此时可在硅片的两边加上电极并接入电压表。对晶体硅太阳能电池来说,开路电压的典型数值为0.5~0.6V。通过光照在界面层产生的电子-空穴对越多,电流越大。界面层吸收的光能越多,界面层即电池面积越大,在太阳能电池中形成的电流也越大。光伏发电系统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。各部分的作用为:(一)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。(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,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: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。电池型号UNINWELL国际作为世界高端光电胶粘剂的领导品牌,公司以您身边的高端光电粘结防护专家为服务宗旨。公司开发的导电银胶、导电银浆、红胶、底部填充胶、TUFFY胶、LCM密封胶、UV胶、各向异性导电胶、太阳能电池导电浆料等九大系列光电胶粘剂具有最高的产品性价比,公司在全球拥有近百家世界五百强客户。UNINWELL国际与上海常祥实业强强联合,共同开发中国高端光电胶粘剂市场。UNINWELL国际是全球贴片胶产品线最齐全的生产企业,其产品性能优异,剪切力强,流变性也很好,并且吸潮性低,适用于LED、大功率LED、LED数码管、LCD、TR、IC、COB、PCBA、EL冷光片、显示屏、晶振、石英谐振器、晶体管、太阳能电池、光伏电池、蜂鸣器、陶瓷电容等各种电子元件和组件的封装以及粘结等。电子元器件、集成电路、电子组件、电路板组装、液晶模组、触摸屏、显示器件、照明、通讯、汽车电子、智能卡、射频识别、电子标签、太阳能电池等领域。公司在深圳、北京、成都、苏州等地有设有分支机构。BQ-6668系列可以在80度的温度下2.5分钟固化,属于世界首创,极大提供生产效率。主要用于对热敏感的部件的粘结导通。BQ-6770、6771系列此产品系列为中、低温快固型导电银胶,用于触摸屏引线的粘接,具有很好的导电和粘结性能,对PET、PC等薄膜具有特强的粘合力及可挠性(抗弯曲)。BQ-6775系列,可以在50度的温度下30分钟固化,用于不能耐高温的场合。BQ-6776系列,为高温快速固化,可以在180度的温度下30秒快速固化,极大提高工作效率。BQ-6778系列,可以在80度的温度下30分钟固化,极大提供生产效率。BQ-6880系列双组分,A:B=1:1;电子线路的修补粘接和导电电热,如薄膜开关粘结、电极引出、跳线粘结、导线粘结、ITO粘结、电路修补、电子线路引出及射频元件的粘接,也适用于电子显微镜台上器件粘结,也可用于金属与金属间的粘结导电、细小空间的灌注等用途。特别适合非晶硅薄膜太阳能电池用。BQ-6883系列常温快速固化型;此系列为单组份导电银胶,可以在常温下最快5分钟完全固化,能极高提高生产效率;有的产品也可以分别在1小时、2小时、4小时、8小时完全固化。999-200系列,高温快速固化,200度20秒就能固化,极大生产提高效率。999-120系列,中温固化,特别适合燃料敏化二氧化钛太阳能电池用。具有很好导通效果和附着力,很好的丝网印刷性,很高的性价比。999-80系列,低温快速固化,对各种材质的薄膜太阳能电池基材都很很好的粘结性能,具有很好的导通粘结效果,极好的丝印效果。999-50系列,可以在50度的温度下快速固化,同时具有很好的粘结效果和导通效果。BQ-6889低温固化型;良好的导电性,优良的可焊接性,粘结力强,性能稳定,极好的丝印效果;太阳能电池、光伏电池(FV)背电极专用。也可用于电池的引出电极和太阳能电池硅片上的修补导电线路。BQ-6999系列,UV紫外线光固化型导电银胶,可以广泛应用于热敏器件和不需要加热固化的部件的粘接导通,特别适用于大规模流水线作业。系列低温快固银浆、银浆可以应用于以下类型的太阳能电池的电极引出和制作:一、多晶硅薄膜(poly-Sithinfilm)太阳能电池二、非晶硅薄膜(a-Sithinfilm)太阳能电池三、碲化镉(CdTe)系薄膜太阳能电池四、砷化镓(GaAs)系薄膜太阳能电池五、硒铟铜(CIS)系薄膜太阳能电池六、聚合物多层修饰电极型太阳能电池七、纳米晶化学太阳能电池八、染料敏化二氧化钛(色素增感)型太阳能电池发电模式:太阳能发电分光热发电和光伏发电。不论产销量、发展速度和发展前景、光热发电都赶不上光伏发电。可太阳能光伏发电原理图能因光伏发电普及较广而接触光热发电较少,通常民间所说的太阳能发电往往指的就是太阳能光伏发电,简称光电。输送方式太阳能光伏发电分为独立光伏发电、并网光伏发电、分布式光伏发电独立光伏发电独立光伏发电系统也叫离网光伏发电系统。主要由太阳能电池组件、控制器、蓄电池组成,若要为交流负载供电,还需要配置交流逆变器。并网光伏发电并网光伏发电系统就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电这后直接接入公共电网。并网光伏发电系统有集中式大型并网光伏电站一般都是国家级电站,主要特点是将所发电能直接输送到电网,由电网统一调配向用户供电。但这种电站投资大、建设周期长、占地面积大,发展难度相对较大。而分散式小型并网光伏系统,特别是光伏建筑一体化发电系统,由于投资小、建设快、占地面积小、政策支持力度大等优点,是并网光伏发电的主流。分布式光伏发电分布式光伏发电系统,又称分散式发电或分布式供能,是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电供电系统,以满足特定用户的需求,支持现存配电网的经济运行,或者同时满足这两个方面的要求。分布式光伏发电系统的基本设备包括光伏电池组件、光伏方阵支架、直流汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜等设备,另外还有供电系统监控装置和环境监测装置。其运行模式是在有太阳辐射的条件下,光伏发电系统的太阳能电池组件阵列将太阳能转换输出的电能,经过直流汇流箱集中送入直流配电柜,由并网逆变器逆变成交流电供给建筑自身负载,多余或不足的电力通过联接电网来调节。应用领域一、用户太阳能电源:(1)小型电源10-100W不等,用于边远无电地区如高原、海岛、牧区、边防哨所等军民生活用电,如照明、电视、收录机等;(2)3-5KW家庭屋顶并网发电系统;(3)光伏水泵:解决无电地区的深水井饮用、灌溉。二、交通领域如航标灯、交通/铁路信号灯、交通警示/标志灯、宇翔路灯、高空障碍灯、高速公路/铁路无线电话亭、无人值守道班供电等。三、通讯/通信领域:太阳能无人值守微波中继站、光缆维护站、广播/通讯/寻呼电源系统;农村载波电话光伏系统、小型通信机、士兵GPS供电等。四、石油、海洋、气象领域: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/水文观测设备等。五、家庭灯具电源:如庭院灯、路灯、手提灯、野营灯、登山灯、垂钓灯、黑光灯、割胶灯、节能灯等。六、光伏电站:10KW-50MW独立光伏电站、风光(柴)互补电站、各种大型停车厂充电站等。七、太阳能建筑将太阳能发电与建筑材料相结合,使得未来的大型建筑实现电力自给,是未来一大发展方向。八、其他领域包括:(1)与汽车配套:太阳能汽车/电动车、电池充电设备、汽车空调、换气扇、冷饮箱等;(2)太阳能制氢加燃料电池的再生发电系统;(3)海水淡化设备供电;(4)卫星、航天器、空间太阳能电站等。光伏现状引言传统的燃料能源正在一天天减少,对环境造成的危害日益突出,同时全球还有20亿人得不到正常的能源供应。这个时候,全世界都把目光投向了可再生能源,希望可再生能源能够改变人类的能源结构,维持长远的可持续发展。这之中太阳能以其独有的优势而成为人们重视的焦点。丰富的太阳辐射能是重要的能源,是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。太阳能每秒钟到达地面的能量高达80万千瓦,假如把地球表面0.1%的太阳能转为电能,转变率5%,每年发电量可达5.6×1012千瓦小时,相当于世界上能耗的40倍。发展现状近几年国际上光伏发电快速发展,世界上已经建成了10多座兆瓦级光伏发电系统,6个兆瓦级的联网光伏电站。美国是最早制定光伏发电的发展规划的国家。1997年又提出百万屋顶计划。日本1992年启动了新阳光计划,到2003年日本光伏组件生产占世界的50%,世界前10大厂商有4家在日本。而德国新可再生能源法规定了光伏发电上网电价,大大推动了光伏市场和产业发展,使德国成为继日本之后世界光伏发电发展最快的国家。瑞士、法国、意大利、西班牙、芬兰等国,也纷纷制定光伏发展计划,并投巨资进行技术开发和加速工业化进程。中国现状资源分布中国太阳能资源非常丰富,理论储量达每年17000亿吨标准煤。太阳能资源开发利用的潜力非常广阔。中国地处北半球,南北距离和东西距离都在5000公里以上。在中国广阔的土地上,有着丰富的太阳能资源。大多数地区年平均日辐射量在每平方米4千瓦时以上,西藏日辐射量最高达每平米7千瓦时。年日照时数大于2000小时。与同纬度的其他国家相比,与美国相近,比欧洲、日
本文标题:光伏发电原理及应用
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