第一篇：太陽能光伏發電論文太陽能發電論文太陽能路燈論文

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國內電力科技信息

廣西電力建設科技 信息 2008 年第 1 期(總 122 期)年底, 我省風電裝機容量已達到 50 萬 kW。在酒泉市, 年風力發電量已達 8 億 kW h, 風電裝 機容量占全國的五分之一, 成為全國五大風力發電場之一。

轉載自 中國電力 網!? 2008-02-19 2010 年蘇滬沿海將建成百萬千瓦級風電基地

國家發改委網站公布了我國 可再生能源發展# 十一五? 規劃!。規劃!指出, # 十一五?期 間, 我國將在經濟較發達的江蘇、上海、福建、山東和廣東等沿海地區加快開發利用風能資源, 尤其在蘇滬沿海連片建設大型風電場, 形成百萬千瓦級風電基地。而根據我國可再生能源發 展# 十一五?規劃, 2010 年蘇滬沿海地區風電裝機容量達到 100 萬 kW 以上。根據 規劃!, 推動百萬千瓦風電基地建設、持風電設備國產化和進行近海風電試驗, 是# 十 一五?期間我國發展風電的重點。其中, 將在蘇滬沿海、河北張家口壩上、甘肅安西和昌馬、內 蒙古輝騰錫勒和吉林白城等風能資源條件好、電網接入設施完備、電力負荷需求大的地區興建 百萬千瓦級風電基地。在風能資源和電力市場優良的地區建成數十個 10 萬 kW 級的大型風 電場。規劃!強調, 在進行大型風電場、特別是百萬千瓦風電基地建設時, 要支持風電設備國產 化。具體做法是, 重點扶持幾個技術創新能力強的國內風電設備整機制造企業, 全面提高國產 風電設備零部件的技術水平和制造能力。同時建立國家級試驗風電場, 支持風電設備檢測和 認證能力建設。根據最新風能資源評價成果, 全國陸地上的技術可開發風能資源約 3 億 kW。2003 年以 來, 國家組織開展了全國風能資源評價和風電場選址工作, 同時實施了風電特許權項目。政府 承諾落實電網接入系統和全額接受風電發電量, 以上網電價和風電設備的本地化率為條件, 通 過招標選擇投資者。# 十五?時期實施了三期招標工作, 確定了總裝機容量 160 萬 kW 的風電 項目。為了加快風電的規模化發展, 國家采取了特許權招標方式推進大型風電項目建設, 并促進 風電設備本地化生產和風電技術的自主創新。截至 2005 年底, 全國已建成并網風電場 60 多 個, 總裝機容量達到 126 萬 kW, 為風電的大規模發展奠定了基礎。

轉載自 中國電力 網!? 2008-03-19 海南太陽能發電潛能抵 51 個三峽電站

日上午, 海南省政協委員孫業生在政協海南省五屆一次會議大會發言時呼吁: 大規模 5 廣西電力建設科技信息 2008 年第 1 期(總 122 期)國內電力科技信息

推廣開發太陽能光伏產業, 把海南建設成為一個獨具光伏產業特色的島嶼和人居環境。打造海南光伏島 孫業生在題為 借太陽之能舉全省之力打造海南# 光伏島?!的發言中說, 據預測, 全世界石 油儲量只夠開采 30~ 40 年, 天然氣約 60 年。能源安全日益上升到國家安全的高度。各國紛 紛開發清潔環保的新能源以解決能源危機。而海南省無論是太陽能、風能、潮汐能等清潔能源的儲量都相當豐富, 尤其是太陽能, 是海 南省最適宜大規模開采的清潔能源。據建設部有關資料顯示, 我省年均日照天數 225 天, 一年 光照時長可達 2400h 以上, 太陽年總輻照量 4500~ 5800M J/ m 2。如果一年到達海南地表的太 陽能都被利用來發電的話, 則一年可發電 43750 億 kW h, 比 51 個三峽水電站一年的發電總 量還要高。推廣使用清潔能源 孫業生委員在發言中也指出, # 我省發展太陽能經濟的基礎較好, 在全省推廣使用清潔能 源, 可行性很高。? 據調查, 目前, 海南省生產、組裝太陽能熱水器的廠家有 20 多家, 省內大部分高檔酒店、賓 館, 以及醫院等熱水需求量大的單位, 普遍安裝了太陽能熱水器。一些企業積極利用太陽能技 術解決能源需求, 比如中國城擬用屋頂安裝太陽能光伏發電系統, 將其改造成為低能耗示范建 筑。太陽能路燈也走上了市政道路和一些公共場所、三亞市政交通站改造安裝建設了太陽能 候車亭 % %我省# 十一五?發展規劃, 提出大力發展新能源技術;省# 十一五?科技發展規劃, 也 將開發利用太陽能資源列入重點發展專項。孫業生委員說, 海南豐富的太陽能資源吸引了不少有遠見的企業。比如排名全球第三、中 國第一的無錫尚德太陽能公司, 目前正積極與海南拓成太陽能有限公司開展合作, 計劃在我省 建設光伏電站。目前, 省發改廳已同意兩家公司聯合在三亞建設 15MW、洋浦 10MW、海口 10MW 光伏并網電站。建議發展光伏產業 孫業生提出了發展太陽能光伏發電產業的建議: 全面進行全省太陽能資源的普查評估。盡快制定海南光伏產業發展的總體規劃, 爭取把太陽能作為海南省未來的支柱能源;加大對太 陽能利用知識的普及, 加強公眾環境教育, 在全社會形成利用新能源、保護環境的良好氛圍;制 定優惠的產業政策, 扶持太陽能產業發展。研究制定海南省太陽能產業發展規劃、措施, 將光 伏發電等大型的利用太陽能的建設項目納入省級財政預算和計劃, 科學制定合理資金比例和 增長速度以保障太陽能產業的可持續發展;選擇起點高、技術能力強的太陽能企業, 扶持其發 展成為太陽能光伏發電的龍頭產業。在今年內, 積極協助海南省企業爭取將其三地 35M W 光 伏并網電站建設列入國家 300M W 的光伏發電總體規劃, 以獲得國家資金支持;有選擇性地建 設太陽能示范小區、示范街道、太陽能示范建筑, 大力推廣使用太陽能路燈、太陽能熱水器、太 陽能空調等;建立太陽能利用技術研發中心。

轉載自 海南日 報!? 2008-01-29 6 1

第二篇：太陽能光伏發電控制技術分析論文

【摘要】針對太陽能光伏發電，在簡單介紹光伏發電原理和控制要求的基礎上，對控制技術的應用進行深入分析，旨在為光伏發電技術發展提供可靠技術支持。

【關鍵詞】太陽能光伏發電；控制技術

前言

全球氣候變暖，傳統燃料日漸枯竭，世界范圍內有近20億人無法得到能源保障，在這種情況下，人們將目光放在可再生能源方面，期望利用可再生能源徹底改變人類多年以來的能源結構，實現可持續發展。在諸多可再生能源當中，太陽能憑借其獨有特點，逐漸成為全球關注焦點。太陽能可謂取之不盡用之不竭，且成本低廉、不會造成污染，是一種可自由利用的可再生能源。目前，全球各國、地區都在大力提高太陽能發電系統建設規模，開發并生產出各類不同的設施與產品，我國在這一方面也取得了明顯成效。

1、光伏發電基本原理

對于光伏發電系統，它主要由以下幾部分構成：①光伏電池方陣：光伏電池可將光能轉換為直流電，在系統中屬基本單元。金屬支架上通過導線相連的若干光伏電池及組成方陣，利用方陣提供必需的電流及電壓。②控制器：負責對系統的輸入功率與輸出功率進行分配和調節，也能調整蓄電池電壓。③逆變器：實現直流電向交流電的轉換。因光伏電池與蓄電池均屬直流電源，所以在交流負載情況下，需采用逆變器進行變換，以提供交流電流。④蓄電池組：因日照具有不恒定性，所以在系統中需要用到蓄電池來調節或存儲電能。蓄電池能將直流電能轉換成化學能進行存儲，在需要時通過轉換釋放[1]。光伏發電系統主要有以下三類：①獨立系統：將光能直接轉換成電能，和公共電網沒有連接；②并網系統：在轉換形成電能后和交流電網相連；③混合系統：是指兼有至少兩種能源的系統。

2、光伏發電控制要求

光伏發電的控制實際上是對充電器與逆變器進行控制。因并網和獨立系統有相同的基本功能，故能將其視作一個主要對象來研究相應的控制技術。從獨立系統的角度講，它的技術性能有：光伏電池額定功率、選電池額定容量、逆變器輸出電壓、頻率范圍與電流總諧波畸變率、系統總效率。系統中，光伏電池處在浮充放電的狀態。有日照時，光伏電池方陣開始為蓄電池充電，并為負載提供電能，無日照時蓄電池為負載提供電能。基于此，對蓄電池而言，其自放電應較小，且應具有較高的深放電能力與充電效率。此外，充放電控制需要考慮各項保護功能，如反向放電保護與短路保護等[2]。并網系統控制難點為怎樣使光伏電池以最大的功率持續輸出，并實現對低諧波失真輸出電流的同步控制。可見，這是一項需要對諸多影響因素進行綜合考慮的技術。并網系統中，應確保發電和電壓有相同的幅值、頻率及相位，同時發電與電網之間的功率可以實現雙向調節，由此就涉及到一系列技術問題，如大功率變換和功率因數校正。

3、光伏發電控制技術

3.1最大功率點跟蹤

日照強度及環境溫度對光伏電池正常工作有直接影響，使輸出功率產生波動，所以可將光伏電池視作一種存在較大波動范圍的電源。電池的輸出電壓和電流為非線性關系，當日照強度和環境溫度發生變化時，電池輸出功率也將變化，對此，應以電池電能為依據，對輸出功率進行自動調整，確保輸出功率能和負載良好匹配，提高功率轉換效率。若能確定最大功率點，則對提高方陣實際利用率是有很大幫助的[3]。對光伏方陣而言，其最大功率點的跟蹤采用以下基本原理：對光伏方陣實際輸出功率進行檢測，通過對比確定達到最大功率時的工作電壓。現階段的常用控制算法包括：CVT，即有恒壓跟蹤法；擾動觀察法；自適應算法；增量電導法等。

3.2儲能與充放電控制

系統的控制器需要對最大輸出功率進行跟蹤，確保系統始終以最大功率進行輸出，避免蓄電池深度放電與過充電，同時使蓄電池進入最佳使用狀態。系統充電控制模塊使用性能主要受電壓外環檢測精確度影響。普通電壓檢測對充電時的蓄電池進行持續檢測。如果蓄電池端電壓超過限定值，則蓄電池充滿，隨機停止充電。蓄電池在充電時其端電壓可以達到限定值，而在停止充電之后，端電壓將開始下降，事實上并沒有完全充足。可見，該方法不能滿足充電特性，無法發揮整體效能，還會縮短電池使用壽命。通過對離線檢測技術的應用，能使一個光伏電池對若干蓄電池實施輪換充電，各蓄電池端電壓可以有充足的時間進行恢復，確保實測電壓可以準確反映出蓄電池的實際容量[4]。基于原電路完成放電自鎖過程，同時增加相應的下限自鎖電路。對于放電自鎖，指的是負載不再受到蓄電池的放電，對深度放電予以有效抑制，延長蓄電池使用壽命。在自鎖電路當中，配置集成放大電路，憑借正反饋基本特性，若電路中收到從比較電路中發出的信號，則輸出端的實際電位將保持不變，即被鎖定，能使放電開關為關閉，與負載切斷。在蓄電池被充滿以后，電路的輸入端將被觸發，隨即退出正反饋，使輸出端電位改變，打開放電開關，使負載開始得電[5]。

3.3并網控制

當系統要并入公共電網時，系統輸出的電壓及頻率除了要和電網保持一致，相位也應與電網完全一致，實現同步。為達到同步，就要用到逆變器。利用并網系統后，光伏電池產生的功率能順利轉換成市電，同時和公共電網實現并入。在這種情況下，借助逆變器，可減小因為饋入電流而產生的諧波。對于饋入電網，其諧波失真應盡可能的低，同時要做好輸出電流和功率轉換的控制，可見這是一個十分復雜的問題。并網系統的逆變器主要采用雙環控制，對外環電壓環，其將在理想情況下的正弦波為依據和參考，比對參考與輸出電壓，取其為調節裝置的輸入值，同時考慮電壓前饋。在這種情況下，通過對同步鎖相控制的合理應用，來確定最佳的控制策略。因逆變器和公共電網之間直接并網，所以要有完善有效的保護措施。如果公共電網斷電，且逆變器繼續發電，則會產低碳技術生孤島效應，當負載發生變化時，會使逆變器受損。因逆變器連續進行供電，會使與之并網的公共電網始終處在上電的狀態，危及維修人員，所以逆變器還應實現自動偵測，同時一旦產生孤島效應，可立即和公共電網脫離，起到保護設備與人員的作用[6]。孤島偵測是指對系統實際輸出電壓由于公共電網失效而產生的變化進行偵測，通常可分成兩類，即為主動式與被動式。對于被動式檢測，它將電網狀態信息作為依據；而主動式檢測是指采用電力轉換器形成干擾信號，對公共電網是否因此受到干擾進行觀測，并以此為判斷的主要依據。如果光伏系統實際供電量和公共電網中各負載實際需求量可以達到平衡，且配電開關跳閘，則并網系統周圍公共電網上的頻率和電壓改變無法被檢測，因此依然會產生孤島。盡管這種現象的發生概率不高，但也應進行預防。針對這種情況，可采用并網電流變動等方法予以檢測。另外，并網系統可能為滿足應用要求需要和其它系統進行結合。任何一種控制技術的應用目的都在于保證轉換效率，提高系統綜合性能與使用效率。

4、結束語

太陽能光伏發電是目前最具前景的新能源技術，系統控制作為為系統提供必要服務的關鍵技術，它將隨著光伏技術發展而更新、完善。找到正確、有效的控制策略能使光伏系統正常工作，發揮應有的作用與效果。

參考文獻

[1]朱春穎.太陽能光伏發電微電網中控制技術的研究[J].科技創新導報，2017，14（33）：97+99.[2]汪春生.太陽能光伏最大功率點跟蹤控制技術研究[J].山東工業技術，2017（18）：164.[3]王營輝.分布式光伏發電運行控制技術分析[J].電子世界，2017（14）：188.[4]林少銳.太陽能光伏發電系統最大功率點跟蹤技術分析[J].科技創新與應用，2013（21）：9.[5]王平.光伏發電LED照明的最大功率跟蹤及控制技術研究[J].光機電信息，2009，26（11）：30~35.[6]張志強，馬琴，程大章.太陽能光伏發電系統中的控制技術研究[J].低壓電器，2008（12）：55~58+62.

第三篇：《太陽能光伏發電原理與應用》論文

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第一章

緒 論

能源是現代社會存在和發展的基石。隨著全球經濟社會的不斷發展，能源消費也相應的持續增長。隨著時間的推移，化石能源的稀缺性越來越突顯，且這種稀缺性也逐漸在能源商品的價格上反應出來。在化石能源供應日趨緊張的背景下，大規模的開發和利用可再生能源已成為未來各國能源戰略中的重要組成部分。

太陽能是人類取之不盡用之不竭的可再生能源，具有充分的清潔性、絕對的安全性、相對的廣泛性、確實的長壽命和免維護性、資源的充足性及潛在的經濟性等優點，在長期的能源戰略中具有重要地位。我們對太陽能的利用大致可以分為光熱轉換和光電轉換兩種方式，其中，光電利用（光伏發電）是近些年來發展最快，也是最具經濟潛力的能源開發領域。太陽能電池是光伏發電系統中的關鍵部分，包括硅系太陽電池（單晶硅、多晶硅、非晶硅電池）和非硅系太陽能電池等。在晶體硅太陽能電池的產業鏈上分布著晶硅制備、硅片生產、電池制造、組件封裝四個環節。

光伏發電系統主要由太陽能電池、蓄電池、控制器和逆變器構成。光伏發電系統可分為獨立太陽能光伏發電系統和并網太陽能光伏發電系統：獨立太陽能光伏發電是指太陽能光伏發電不與電網連接的發電方式，典型特征為需要蓄電池來存儲能量，在民用范圍內主要用于邊遠的鄉村，如家庭系統、村級太陽能光伏電站；在工業范圍內主要用于電訊、衛星廣播電視、太陽能水泵，在具備風力發電和小水電的地區還可以組成混合發電系統等。并網太陽能光伏發電是指太陽能光伏發電連接到國家電網的發電的方式，成為電網的補充。

在各國政府的扶持下，世界太陽能電池產量快速增長，1995-2005年間，全球太陽能電池產量增長了17倍。我們預計，2010年全球太陽能電池的年產量有望較2005年的年產量增長6.3倍，整個行業的銷售收入有望增長3.5倍。

我國太陽能資源非常豐富，開發利用的潛力非常大。我國太陽能發電產業的應用空間也非常廣闊，可以應用于并網發電、與建材結合、解決邊遠地區用電困難問題等。我國政府對太陽能發電產業也給予了充分的扶持，先后出臺了一系列法律、政策，有力的支持了產業的發展。

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第二章 太陽能及其應用

太陽能是人類取之不盡用之不竭的可再生能源，具有充分的清潔性、絕對的 安全性、相對的廣泛性、確實的長壽命和維護性、資源的充足性及潛在的經濟 性等優點，在長期的能源戰略中具有重要地位并且得到廣泛的應用。

2.1太陽能的含義

一般是指太陽光的輻射能量，在現代一般用作發電。自地球形成生物就主要以太陽提供的熱和光生存，而自古人類也懂得以陽光曬干物件，并作為保存食物的方法，如制鹽和曬咸魚等。但在化石燃料減少下，才有意把太陽能進一步發展。太陽能的利用有光熱轉換和光電轉換兩種方式。太陽能發電是一種新興的可再生能源。廣義上的太陽能是地球上許多能量的來源，如風能，化學能，水的勢能等等。

2.2太陽能的發展歷史

據記載，人類利用太陽能已有3000多年的歷史。將太陽能作為一種能源和動力加以利用，只有300多年的歷史。近代太陽能利用歷史可以從1615年法國工程師所羅門·德·考克斯在世界上發明第一臺太陽能驅動的發動機算起。該發明是一臺利用太陽能加熱空氣使其膨脹做功而抽水的機器。真正將太陽能作為“近期急需的補充能源”，“未來能源結構的基礎”，則是近來的事。20世紀70年代以來，太陽能科技突飛猛進，太陽能利用日新月異。

2.3我國太陽能資源

我國是太陽能資源相當豐富的國家，絕大多數地區年平均日輻射量在4 kWh/㎡以上，西藏最高達7kWh/㎡。

2.4太陽能的應用

就目前來說，人類直接利用太陽能還處于初級階段，主要有太陽能集熱、太陽能熱水系統、太陽能暖房、太陽能發電等方式。

2.4.1太陽能集熱器

太陽能集熱器(solar collector)在太陽能熱系統中，接受太陽輻射并向傳熱工質傳遞熱量的裝置。按傳熱工質可分為液體集熱器和空氣集熱器。按采光方式可分為聚光型集熱器和吸熱型集熱器兩種。一個好的太陽能集熱器應該能用20～30年。

2.4.2 太陽能熱水系統

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早期最廣泛的太陽能應用即用于將水加熱，現今全世界已有數百萬太陽能熱水裝置。太陽能熱水系統主要元件包括收集器、儲存裝置及循環管路三部分。此外，可能還有輔助的能源裝置（如電熱器等）以供應無日照時使用，另外尚可能有強制循環用的水，以控制水位或控制電動部份或溫度的裝置以及接到負載的管路等。依循環方式太陽能熱水系統可分兩種：自然循環式和自然循環式。

2.4.3太陽能暖房

太陽能暖房系統是由太陽能收集器、熱儲存裝置、輔助能源系統，及室內暖房風扇系統所組成，其過程乃太陽輻射熱傳導，經收集器內的工作流體將熱能儲存，再供熱至房間。至輔助熱源則可裝置在儲熱裝置內、直接裝設在房間內或裝設于儲存裝置及房間之間等不同設計。

2.5太陽能發電

即直接將太陽能轉變成電能，并將電能存儲在電容器中，以備需要時使用。

2.5.1太陽能離網發電系統

太陽能離網發電系統包括

1、太陽能控制器 對所發的電能進行調節和控制，一方面把調整后的能量送往直流負載或交流負載，另一方面把多余的能量送往蓄電池組儲存，當所發的電不能滿足負載需要時，太陽能控制器又把蓄電池的電能送往負載。

2、太陽能蓄電池 組的任務是貯能，以便在夜間或陰雨天保證負載用電。

3、太陽能逆變器 負責把直流電轉換為交流電，供交流負荷使用。

2.5.2太陽能并網發電系統

太陽能并網發電系統是將光伏陣列產生的可再生能源不經過蓄電池儲能，通過并網逆變器直接反向饋入電網的發電系統。

2.5.3 Si太陽電池

硅太陽電池是最常用的衛星電源，由于空間技術的發展，各種飛行器對功率的需求越來越大。其中，以發展背表面場（BSF）、背表面反射器（BSR）、雙層減反射膜技術為第一代高效硅太陽電池，這種類型的電池典型效率最高可以做到15%左右，目前在軌的許多衛星應用的是這種類型的電池。

2.5.4太陽能路燈

太陽能路燈是一種利用太陽能作為能源的路燈，因其具有不受供電影響，不用開溝埋線，不消耗常規電能，只要陽光充足就可以就地安裝等特點，因此受到人們的廣泛關注，又因其不污染環境，而被稱為綠色環保產品。太陽能路燈即可用于城鎮公園、道路、草坪的照明，又可用于人口分布密度較小，交通不便經濟不發達、缺乏常規燃料，難以用常規能源發電，但太陽能資源豐富的地區，以解決這些地區人們的家用照明問題。

2.6太陽能的利弊

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2.6.1 優點

(1)普遍性：太陽光普照大地，沒有地域的限制無論陸地 或海洋，無論高山 或島嶼，都處處皆有，可直接開發和利用，且勿須開采和運輸。

(2)無害性：開發利用太陽能不會污染環境，它是最清潔的能源之一，在環境污染越來越嚴重的今天，這一點是極其寶貴的。

(3)巨大性：每年到達地球表面上的太陽輻射能約相當于130萬億噸煤，其總量屬現今世界上可以開發的最大能源。

(4)長久性：根據目前太陽產生的核能速率估算，氫的貯量足夠維持上百億年，而地球的壽命也約為幾十億年，從這個意義上講，可以說太陽的能量是用之不竭的。

2.6.2 缺點

(1)分散性：到達地球表面的太陽輻射的總量盡管很大，但是 能流密度 很低。(2)不穩定性：由于受到 晝夜、季節、地理緯度 和 海拔 高度等自然條件的限制以及晴、陰、云、雨等隨機因素的影響，所以，到達某一地面的太陽輻照度既是間斷的，又是極不穩定的，這給太陽能的大規模應用增加了難度。(3)效率低和成本高：目前太陽能利用的發展水平，有些方面在理論上是可行的，技術上也是成熟的。但有的太陽能利用裝置，因為效率偏低，成本較高，總的來說，經濟性還不能與常規能源相競爭。在今后相當一段時期內，太陽能利用的進一步發展，主要受到經濟性的制約。

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第三章 太陽能光伏發電系統原理

光伏發電系統是利用半導體界面的光生伏特效應而將光能直接轉變為電能的一種技術。這種技術的關鍵元件是太陽能電池。太陽能電池經過串聯后進行封裝保護可形成大面積的太陽電池組件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發電系統裝置。

3.1光電效應概述

光照射到某些物質上，引起物質的電性質發生變化，也就是光能量轉換成電能。這類光致電變的現象被人們統稱為光電效應（Photoelectric effect）。

3.2光生伏打效應概述及應用 3.2.1光生伏打效應

是指物體由于吸收光子而產生電動勢的現象，是當物體受光照時，物體內的電荷分布狀態發生變化而產生電動勢和電流的一種效應。

3.2.2光生伏打效應應用

光生伏打效應主要是應用在半導體的PN結上，把輻射能轉換成電能。大量研究集中在太陽能的轉換效率上。理論預期的效率為24％。由于半導體PN結器件在陽光下的光電轉換效率最高，所以通常把這類光伏器件稱為太陽能電池，也稱光電池或太陽電池。

3.3太陽能電池及其太陽能組件 3.3.1太陽能電池的工作原理

太陽光照在半導體p-n結上，形成新的空穴-電子對，在p-n結電場的作用下，空穴由n區流向p區，電子由p區流向n區，接通電路后就形成電流。這就是光電效應太陽能電池的工作原理。

3.3.2太陽能電池的生產流程

通常的晶體硅太陽能電池是在厚度350～450μ硅片從提拉或澆鑄的硅錠上鋸割而成。如圖1

m的高質量硅片上制成的，這種 5

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圖1太陽能電池的生產流程

3.3.3 太陽能電池的制造技術

晶體硅太陽能電池的制造工藝流程如圖2。提高太陽能電池的轉換效率和降低成本是太陽能電池技術發展的主流。

具體的制造工藝技術說明如下：

（1）切片：采用多線切割，將硅棒切割成正方形的硅片。

（2）清洗：用常規的硅片清洗方法清洗，然后用酸（或堿）溶液將硅片表面切割損傷層除去30－50um。

（3）制備絨面：用堿溶液對硅片進行各向異性腐蝕在硅片表面制備絨面。（4）磷擴散：采用涂布源（或液態源，或固態氮化磷片狀源）進行擴散, 制成PN＋結，結深一般為0.3－0.5um。

（5）周邊刻蝕：擴散時在硅片周邊表面形成的擴散層，會使電池上下電極短路，用掩蔽濕法腐蝕或等離子干法腐蝕去除周邊擴散層。

（6）去除背面PN＋結。常用濕法腐蝕或磨片法除去背面PN＋結。

（7）制作上下電極：用真空蒸鍍、化學鍍鎳或鋁漿印刷燒結等工藝。先制作下電極，然后制作上電極。鋁漿印刷是大量采用的工藝方法。

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（8）制作減反射膜：為了減少入反射損失，要在硅片表面上覆蓋一層減反射膜。制作減反射膜的材料有MgF2，SiO2，Al2O3，SiO，Si3N4，TiO2，Ta2O5等。工藝方法可用真空鍍膜法、離子鍍膜法，濺射法、印刷法、PECVD法或噴涂法等。

（9）燒結：將電池芯片燒結于鎳或銅的底板上。(10)測試分檔：按規定參數規范，測試分類。

3.3.4 太陽電池組裝工藝簡介

組件線又叫封裝線，封裝是太陽能電池生產中的關鍵步驟，沒有良好的封裝工藝，多好的電池也生產不出好的電池組件板。電池的封裝不僅可以使電池的壽命得到保證，而且還增強了電池的抗擊強度。產品的高質量和高壽命是贏得可客戶滿意的關鍵，所以組件板的封裝質量非常重要。在這里只簡單的介紹一下工藝的作用，給大家一個感性的認識.電池測試：由于電池片制作條件的隨機性，生產出來的電池性能不盡相同，所以為了有效的將性能一致或相近的電池組合在一起，所以應根據其性能參數進行分類；電池測試即通過測試電池的輸出參數（電流和電壓）的大小對其進行分類。以提高電池的利用率，做出質量合格的電池組件。

正面焊接：是將匯流帶焊接到電池正面（負極）的主柵線上，匯流帶為鍍錫的銅帶，我們使用的焊接機可以將焊帶以多點的形式點焊在主柵線上。焊接用的熱源為一個紅外燈（利用紅外線的熱效應）。焊帶的長度約為電池邊長的2倍。多出的焊帶在背面焊接時與后面的電池片的背面電極相連

背面串接：背面焊接是將36片電池串接在一起形成一個組件串，我們目前采用的工藝是手動的，電池的定位主要靠一個膜具板，上面有36個放置電池片的凹槽，槽的大小和電池的大小相對應，槽的位置已經設計好，不同規格的組件使用不同的模板，操作者使用電烙鐵和焊錫絲將“前面電池”的正面電極（負極）焊接到“后面電池”的背面電極（正極）上，這樣依次將36片串接在一起并在組件串的正負極焊接出引線。

層壓敷設：背面串接好且經過檢驗合格后，將組件串、玻璃和切割好的EVA、玻璃纖維、背板按照一定的層次敷設好，準備層壓。玻璃事先涂一層試劑（primer）以增加玻璃和EVA的粘接強度。敷設時保證電池串與玻璃等材料的相對位置，調整好電池間的距離，為層壓打好基礎。（敷設層次：由下向上：鋼化玻璃、EVA、電池片、EVA、玻璃纖維、背板）。

組件層壓：將敷設好的電池放入層壓機內，通過抽真空將組件內的空氣抽出，然后加熱使EVA熔化將電池、玻璃和背板粘接在一起；最后冷卻取出組件。層壓工藝是組件生產的關鍵一步，層壓溫度層壓時間根據EVA的性質決定。我們使用

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快速固化EVA時，層壓循環時間約為25分鐘。固化溫度為150℃。(電池板原料：玻璃，EVA，電池片、鋁合金殼、包錫銅片、不銹鋼支架、蓄電池等)如圖3

圖3 太陽能電池板

修邊：層壓時EVA熔化后由于壓力而向外延伸固化形成毛邊，所以層壓完畢應將其切除。

裝框：類似與給玻璃裝一個鏡框；給玻璃組件裝鋁框，增加組件的強度，進一步的密封電池組件，延長電池的使用壽命。邊框和玻璃組件的縫隙用硅酮樹脂填充。各邊框間用角鍵連接。

焊接接線盒：在組件背面引線處焊接一個盒子，以利于電池與其他設備或電池間的連接。

高壓測試：高壓測試是指在組件邊框和電極引線間施加一定的電壓，測試組件的耐壓性和絕緣強度，以保證組件在惡劣的自然條件（雷擊等）下不被損壞。

組件測試：測試的目的是對電池的輸出功率進行標定，測試其輸出特性，確定組件的質量等級。目前主要就是模擬太陽光的測試Standard test condition（STC）,一般一塊電池板所需的測試時間在7-8秒左右。

3.3.5 太陽能電池陣列設計步驟

１.計算負載24h消耗容量P P=H/V

V——負載額定電源 2.選定每天日照時數T(H)3.計算太陽能陣列工作電流

IP=P(1+Q)/T

Q——按陰雨期富余系數，Q=0.21～1.00

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4.確定蓄電池浮充電壓VF

鎘鎳(ＧＮ)和鉛酸(ＣＳ)蓄電池的單體浮充電壓分別為1.4～1.6V和2.2V。5.太陽能電池溫度補償電壓VT

VT=2.1/430(T-25)VF 6.計算太陽能電池陣列工作電壓VP

VP=VF+VD+VT

其中VD=0.5～0.7

約等于VF 7.太陽電池陣列輸出功率ＷＰ平板式太陽能電板。

WP=IP×UP

8.根據VP、WP在硅電池平板組合系列表格，確定標準規格的串聯塊數和并聯組數。

3.4太陽能光伏發電系統

3.4.1太陽能光伏發電系統工作原理

光伏發電系統是利用半導體界面的光生伏特效應而將光能直接轉變為電能的一種技術。這種技術的關鍵元件是太陽能電池。太陽能電池經過串聯后進行封裝保護可形成大面積的太陽電池組件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發電系統裝置。光伏發電系統的優點是較少受地域限制，因為陽光普照大地;光伏系統還具有安全可靠、無噪聲、低污染、無需消耗燃料和架設輸電線路即可就地發電供電及建設同期短的優點。

3.4.2太陽能光伏發電系統的組成

太陽能光伏發電系統由太陽能電池組、太陽能控制器、蓄電池（組）組成。如輸出電源為交流220V或 110V，還需要配置逆變器(圖5,6所示)。各部分的作用為：

（一）太陽能電池板 太陽能電池板(圖4所示)是太陽能發電系統中的核心部分，也是太陽能發電系統中價值最高的部分。其作用是將太陽能轉化為電能，或送往蓄電池中存儲起來，或推動負載工作。太陽能電池板的質量和成本將直接決定整個系統的質量和成本。

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圖4 太陽能電池板

（二）太陽能控制器 太陽能控制器的作用是控制整個系統的工作狀態，并對蓄電池起到過充電保護、過放電保護的作用。在溫差較大的地方，合格的控制器還應具備溫度補償的功能。其他附加功能如光控開關、時控開關都應當是控制器的可選項。

（三）蓄電池 一般為鉛酸電池，一般有12V和24V這兩種，小微型系統中，也可用鎳氫電池、鎳鎘電池或鋰電池。其作用是在有光照時將太陽能電池板所發出的電能儲存起來，到需要的時候再釋放出來。

（四）逆變器 在很多場合，都需要提供AC220V、AC110V的交流電源。由于太陽能的直接輸出一般都是DC12V、DC24V、DC48V。為能向AC220V的電器提供電能，需要將太陽能發電系統所發出的直流電能轉換成交流電能，因此需要使用DC-AC逆變器。在某些場合，需要使用多種電壓的負載時，也要用到DC-DC逆變器，如將24VDC的電能轉換成5VDC的電能（注意，不是簡單的降壓）。

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圖5 太陽能電池發電系統的組成原理

圖6太陽能電池發電系統的組成原理

3.4.3 太陽能光伏發電系統的設計需要考慮如下因素

問題

1、太陽能發電系統在哪里使用？該地日光輻射情況如何？ 問題

2、系統的負載功率多大？

問題

3、系統的輸出電壓是多少，直流還是交流？ 問題

4、系統每天需要工作多少小時？

問題

5、如遇到沒有日光照射的陰雨天氣，系統需連續供電多少天

問題

6、負載的情況，純電阻性、電容性還是電感性，啟動電流多大？

問題

7、系統需求的數量？

3.4.4太陽能光伏發電系統的發電方式

太陽能發電方式太陽能發電有兩種方式，一種是光—熱—電轉換方式，另一種是光—電直接轉換方式。

（1）光—熱—電轉換方式通過利用太陽輻射產生的熱能發電，一般是由太陽能集熱器將所吸收的熱能轉換成工質的蒸氣，再驅動汽輪機發電。前一個過程是光—熱轉換過程；后一個過程是熱—電轉換過程，與普通的火力發電一樣.太陽能熱發電的缺點是效率很低而成本很高，估計它的投資至少要比普通火電站貴5～10

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倍.一座1000MW的太陽能熱電站需要投資20～25億美元，平均1kW的投資為2000～2500美元。因此，目前只能小規模地應用于特殊的場合，而大規模利用在經濟上很不合算，還不能與普通的火電站或核電站相競爭。

（2）光—電直接轉換方式該方式是利用光電效應，將太陽輻射能直接轉換成電能，光—電轉換的基本裝置就是太陽能電池。太陽能電池是一種由于光生伏特效應而將太陽光能直接轉化為電能的器件，是一個半導體光電二極管，當太陽光照到光電二極管上時，光電二極管就會把太陽的光能變成電能，產生電流。當許多個電池串聯或并聯起來就可以成為有比較大的輸出功率的太陽能電池方陣(圖7)了。太陽能電池是一種大有前途的新型電源，具有永久性、清潔性和靈活性三大優點.太陽能電池壽命長，只要太陽存在，太陽能電池就可以一次投資而長期使用；與火力發電、核能發電相比，太陽能電池不會引起環境污染；太陽能電池可以大中小并舉，大到百萬千瓦的中型電站小到只供一戶用的太陽能電池組，這是其它電源無法比擬的太陽能光伏發電方式有兩種方式，一種是光—熱—電轉換方式，另一種是光—電直接轉換方式。

圖7太陽能電池方陣

3.4.5太陽能光伏發電系統對逆變電源的要求

采用交流電力輸出的光伏發電系統，由光伏陣列、充放電控制器、蓄電池和逆變器(電源)四部分組成（并網發電系統一般可省去蓄電池），而逆變電源是關鍵部件。光伏發電系統對逆變電源要求較高：

（1）要求具有較高的效率。由于目前太陽電池的價格偏高，為了最大限度地利用太陽電池，提高系統效率，必須設法提高逆變電源的效率。

（2）要求具有較高的可靠性。目前光伏發電系統主要用于邊遠地區，許多電站無人值守和維護，這就要求逆變電源具有合理的電路結構，嚴格的元器件篩選，鎮江大成新能源科技有限公司 方榮

并要求逆變電源具備各種保護功能，如輸入直流極性接反保護，交流輸出短路保護，過熱，過載保護等。

（3）要求直流輸入電壓有較寬的適應范圍，由于太陽電池的端電壓隨負載和日照強度而變化，蓄電池雖然對太陽電池的電壓具有鉗位作用，但由于蓄電池的電壓隨蓄電池剩余容量和內阻的變化而波動，特別是當蓄電池老化時其端電壓的變化范圍很大，如１２Ｖ蓄電池，其端電壓可在１０Ｖ～１６Ｖ之間變化，這就要求逆變電源必須在較大的直流輸入電壓范圍內保證正常工作，并保證交流輸出電壓的穩定。

（4）在中、大容量的光伏發電系統中，逆變電源的輸出應為失真度較小的正弦波。這是由于在中、大容量系統中，若采用方波供電，則輸出將含有較多的諧波分量，高次諧波將產生附加損耗，許多光伏發電系統的負載為通信或儀表設備，這些設備對電網品質有較高的外，當中、大容量的光伏發電系統并網運行時，為避免鐸公共電網的電力污染，也要求逆變電源輸出正弦波電流。

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第四章 太陽能光伏發電系統的應用

上世紀60年代，科學家們就已經將太陽電池應用于空間技術——通信衛星供電，上世紀末，在人類不斷自我反省的過程中，對于光伏發電這種如此清潔和直接的能源形式已愈加親切，不僅在空間應用，在眾多領域中也大顯身手。如：太陽能庭院燈、太陽能發電戶用系統、村寨供電的獨立系統、光伏水泵（飲水或灌溉）、通信電源、石油輸油管道陰極保護、光纜通信泵站電源、海水淡化系統、城鎮中路標、高速公路路標等。在世紀之交前后期間，歐美等先進國家光伏發電并入城市用電系統及邊遠地區自然界村落供電系統納入發展方向。太陽電池與建筑系統的結合已經形成產業化趨勢。

4.1各國家太陽能光伏并網發電實施情況

4.1.1歐美主要國家太陽能光伏并網發電實施情況

日本：1996年宣布可再生能源發展目標，到2010年可再生能源占一次能源供應量的3.1%，其中光伏發電4820 MW。具體措施包括：建筑光伏一體化發電系統工程示范，光伏住宅集中并網示范（200座3KW光伏住宅集中在一個地區進行并網運行），光伏住宅推廣計劃（1994－2002安裝8萬套）、地方新能源促進計劃和企業新能源資助計劃等。德國：1998年提出“10萬光伏屋頂計劃”，計劃6年安裝300－500MW光伏系統。美國：1997年宣布“百萬屋頂計劃”，計劃到2010年在100萬座屋頂上安裝光伏發電和光熱系統。西班牙：2001年制定了新的“電力法”來鼓勵光伏并網發電。

4.1.2我國太陽能光伏發電應用

應用現狀：2007年，中國光伏電池產量達到1000 MW，成為僅次于日本的全球第二大光伏制造基地，但國內光伏系統安裝量僅約20 MW，光伏系統的累積裝機容量達100 MW，相當于世界當年安裝量的0.5%和世界累計安裝量的0.8%。其中：農村電氣化（包括道路照明）累計裝機容量41MW，通訊和工業應用30MW，光伏產品（路燈、草坪燈、城市景觀、LED照明、交通信號等）22.7MW，并網光伏發電6.3MW。目前，我省已建成和在建、擬建的光伏并網項目包括省委大院10KW光伏照明系統工程、鎮江、丹陽的2個4KW的光伏并網系統、無錫國家工業設計園300KW光伏并網電站工程、無錫機場800KW屋頂光伏并網系統工程、尚德光伏研發中心大樓1000KW 光伏建筑一體化（BIPV）光伏并網電站、無錫五星花園小區屋頂300KW光伏并網系統、蘇州國檢屋頂光伏電站等，目前這些項目尚未取得國家太陽能光伏電站上網電價的批復。

4.2 我國太陽能光伏發電應用的操作難點

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1、光伏并網的審批和操作程序復雜。

2、缺少明確的光伏發電上網電價。

3、缺少可再生能源電力附加的具體使用辦法。

4、沒有具體可行的財稅和金融扶持政策。

5、電力公司在發展可再生能源電力中的角色和責權利不清晰。６、沒有可執行的光伏并網技術標準。

７、各地區、行業、企業和個人使用可再生能源電力積極性不高。

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第五章 太陽能發電產業發展現狀及趨勢

能源是現代社會存在和發展的基石。隨著全球經濟社會的不斷發展，能源消費也相應的持續增長。隨著時間的推移，化石能源的稀缺性越來越突顯，且這種稀缺性也逐漸在能源商品的價格上反應出來。在化石能源供應日趨緊張的背景下，大規模的開發和利用可再生能源已成為未來各國能源戰略中的重要組成部分。

5.1 國外太陽能發電產業發展現狀及趨勢

全球太陽能發電產業發展現狀及趨勢在化石能源日益稀缺的背景下，各國均大力發展太陽能利用，其中日本、歐洲國家(德國)和美國等經濟發達、能源消耗大的國家起步較早，在技術和應用上都處于領先地位。由于太陽能發電成本較傳統能源高，因此需要政府給予政策扶持。從20世紀90年代末開始，歐美、日本等國家紛紛實行“陽光計劃”，在太陽能發電的價格、稅收、發展基金等方面給予較大優惠。同時，在政府資助下，歐洲一些高水平的研究機構也加大了太陽能利用的研究。

歐美、日本等國家還制定了長期的能源發展戰略，對太陽能的發展進行了長期規劃。1997年6月美國提出“百萬太陽能屋頂計劃”，計劃到2010年將在100萬個屋頂或建筑物其他可能的部位安裝太陽能系統，包括太陽能光伏發電系統、太陽能熱水系統和太陽能空氣集熱系統。歐洲也于1997年左右也宣布了百萬屋頂計劃，其中，在太陽能利用領域領先的德國聯合政府在歐洲百萬屋頂的框架下于1998年10月提出了計劃——在6年內安裝10萬套太陽能屋頂系統，總容量在300-500MV，每個屋頂約3-5KW。日本政府的計劃目標是，到2010年安裝500MW屋頂光伏發電系統。

在各國政府的扶持下，世界太陽能電池產量快速增長，1995-2005年間，全球太陽能電池產量增長了17倍。2005年，全球太陽能電池年產量達到了1650兆瓦，累計裝機發電容量超過5GW，其中，日本太陽能電池產量達到762兆瓦，增長率為27%；歐洲產量增加48%，達到了464兆瓦；美國增加12%，達到了156兆瓦；世界其他地區增加96%，達到了274兆瓦。我們預計，2010年全球太陽能電池的年產量有望達到10400兆瓦，較2005年的年產量增長6.3倍；整個行業的銷售收入有望在2005-2010年間，從130億美元提高至450億美元，在未來5年內增長3.5倍。同時，受益于規模經濟、生產效率和工藝水平的提高，整個產業鏈的成本都有望下降，行業利潤率有望保持在較高水平上。

5.2我國太陽能發電產業發展現狀及趨勢

我國太陽能資源非常豐富，大多數地區年平均日輻射量在每平方米4千瓦時 16

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以上，理論儲量達每年1.7萬億噸標準煤，太陽能資源開發利用的潛力非常廣闊。從全國太陽年輻射總量的分布來看，青藏高原和西北地區、華北地區、東北大部以及云南、廣東、海南等部分低緯度地帶均為太陽能資源豐富或較豐富的地區。

我國太陽能發電產業的應用空間也非常廣闊。第一，我國有荒漠面積100余萬平方公里，主要分布在光照資源豐富的西北地區，如果利用荒漠安裝并網太陽能發電系統則可以提供非常可觀的電量。第二，太陽電池組件不僅可以作為能源設備，還可作為屋面和墻面材料，既供電節能，又節省了建材，具有良好的經濟效益。第三，迄今我國邊遠地區仍有較多居民尚未用電，如果單純依靠架設電網供電，則成本高，建設周期長，不經濟。太陽能發電無需架設輸電線路，且建設周期短，可以有效解決邊遠地區用電的難題。

我國政府對太陽能產業也給予了充分的扶持。2006年1月，《中華人民共和國可再生能源法》正式實施，此法在資源調查與發展規劃、產業指導與技術支持、推廣與應用、價格管理與費用分攤、經濟激勵與監督措施、法律責任等方面做出了規定。隨后，國家又陸續出臺了《可再生能源發展專項資金管理暫行辦法》、《可再生能源建筑應用專項資金管理暫行辦法》等支持可再生能源發展的實施細則，使國家在可再生能源領域方面的扶持政策日趨明朗化。這一系列法律、政策無疑有力的支持了我國太陽能發電產業的發展。

近20年來，我國太陽能發電產業長期維持在全球市場1%左右的份額。2005年后，產業有了突飛猛進的發展，無錫尚德、天威英利、新光硅業、賽維LDK、新疆新能源、常州天合、天津京瓷等公司紛紛進入成長期，生產規模不斷擴大，技術水平不斷提高，企業競爭力不斷增強。而且，浙江、保定、四川等地的公司已經開始多晶硅太陽電池的生產或試車，市場上形成了單晶硅和多晶硅兩種主打電池產品的局面。目前，我國非多晶硅薄膜電池產業也展現出迅猛發展的勢頭，很多國內公司通過與國外公司的合作已經開始進行或計劃進行非多晶硅薄膜電池項目的投資。

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結論

本文通過對太陽能的發展歷程以及太陽能應用，主要的是太陽能光伏發電系統原理及應用的研究，讓我更加深刻的認識到發展利用可再生能源是當今世界必須要走的能源之路。只有這樣才能最大限度的降低環境污染，從而保衛我們生存的地球。光是一種清潔、可再生能源，并且太陽能資源在我國廣泛分布。由于我國是一個能源消耗大國，并且人口分布極不合理，因此發展太陽能光伏發電系統對于我國的可持續發展、保持能源供給的獨立性和安全性，以及分散人口地區居民用電具有重要意義。

同時，在研究這個論題時，也讓我更加深刻的理解事物的發展是存在兩面性的。在太陽能開發利用的同時，還存在許多的技術難關，還 有環境是否也會遭到破壞！這些問題是每個人都要想的。在此同時，也希望開發利用太陽能的技術越來越完善。

希望盡快的實現太陽能時代的目標，那時邊遠以及用電困難的地區都能用上太陽能發電供電，解決用電問題。實現“陽光工程”、“光伏屋頂工程”。

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參考文獻

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致謝

本論文是在指導趙老師的悉心指導下完成的。胡老師嚴謹治學的態度給我樹立了榜樣，使我受益匪淺。在此特向指導老師的關心和幫助表示誠摯的敬意和衷心的感謝！

在論文工作的過程中，保定英利新能源有限公司為我的課題研究提供了良好的條件，使我順利完成了論文的工作，在此向他們致以崇高的謝意！

向在論文完成過程中給予我支持和幫助的老師、師傅、同事、同學們表示謝意！謝謝！

第四篇：太陽能光伏發電并網申請

關于安裝分布式光伏發電項目申請報告

供電局（供電所）：

我本人現申請安裝分布式光伏發電項目，項目主要概況如下：

一、該項目計劃在安裝容量分布式光伏發電，擬采用自發自用、余電上網的方式；

二、對于光伏接入容量大于本人現有用電容量，本人承諾按照原用電容量進行用電。

特此申請！

申請人：

****年**月**日

第五篇：太陽能光伏發電項目簡介

******太陽能光伏發電項目簡介

本系統在********************塊多晶硅太陽能組件。塊組件串聯、共組接入的 逆變器,逆變器輸出經交流防雷配電箱引到一樓低壓配電房的配電箱內。

該系統總裝機容量為千瓦，并網后，平均每年可發電 萬千瓦時，和公共電網同時負載供應電力，增加了供電所供電的可靠性。項目采用太陽能發電技術，安全環保無污染，在25年的發電周期內可為晉江電網提供萬千瓦時的清潔能源，減排二氧化碳噸，減排二氧化硫公斤，減排氮氧化物公斤，年減排灰渣 噸，社會環境效益可觀。

通過建設這個屋頂光伏電站，我們從中積累了很多設計、施工、運行和安全等方面經驗，今后可更好地為分布式光伏發電客戶提供并網服務。該項目建設為供電企業提供了小容量分布式光伏發電并網的實踐平臺，為研究使用太陽能光電示范系統積累了經驗和數據。同時，此項目不占深滬供電所中額外的土地進行光伏系統的安裝，不僅讓寶貴的土地資源得到了重復有效的利用，推動社會節能減排，實現城市能源的可持續發展，還能通過綠色可再生能源對屋頂進行美化。