光伏发电系统主要由光伏组件、控制器、逆变器、蓄电池及其他配件组成(并网不需要蓄电池)。根据是否依赖公共电网,分为离网跟并网两种,其中离网系统是独立运行的、不需要依赖电网。离网光伏系统配备了有储能作用的蓄电池,可保证系统功率稳定,能在光伏系统夜间不发电或阴雨天发电不足等情况下供给负载用电。
不管何种形式,工作原理均为光伏组件将光能转换成直流电,直流电在逆变器的作用下转变成交流电,最终实现用电、上网功能。
光伏发电原理
光伏发电的主要原理是半导体的光电效应。
光子照射到金属上时,它的能量可以被金属中某个电子全部吸收,电子吸收的能量足够大,能克服金属内部引力做功,离开金属表面逃逸出来,成为光电子。
硅原子有4个外层电子,如果在纯硅中掺入有5个外层电子的原子如磷原子,就成为N型半导体;若在纯硅中掺入有3个外层电子的原子如硼原子,形成P型半导体。当P型和N型结合在一起时,接触面就会形成电势差,成为太阳能电池。当太阳光照射到P-N结后,电流便从P型一边流向N型一边,形成电流。
光伏并网原理及结构详解
光伏并网发电系统原理如下
太阳能光伏发电是依靠太阳能电池组件,利用半导体材料的电子学特性,当太阳光照射在半导体PN结上,由于P-N结势垒区产生了较强的内建静电场,因而产生在势垒区中的非平衡电子和空穴或产生在势垒区外但扩散进势垒区的非平衡电子和空穴。
在内建静电场的作用下,各自向相反方向运动,离开势垒区,结果使P区电势升高,N区电势降低,从而在外电路中产生电压和电流,将光能转化成电能。
太阳能光伏发电系统大体上可以分为两类
一类是并网发电系统
即和公用电网通过标准接口相连接,像一个小型的发电厂
另一类是独立式发电系统
即在自己的闭路系统内部形成电路。
并网发电系统通过光伏数组将接收来的太阳辐射能量经过高频直流转换后变成高压直流电,经过逆变器逆变后向电网输出与电网电压同频、同相的正弦交流电流。
而独立式发电系统光伏数组首先会将接收来的太阳辐射能量直接转换成电能供给负载,并将多余能量经过充电控制器后以化学能的形式储存在蓄电池。
光伏塔原理
光伏塔就是塔式太阳能热发电系统,是在空旷的地面上建立一高大的中央吸收塔,塔顶上安装固定一个吸收器,塔的周围安装一定数量的定日镜,通过定日镜将太阳光聚集到塔顶的接收器的腔体内产生高温,再将通过吸收器的工质加热并产生高温蒸汽,推动汽轮机进行发电。