光伏发电原理及应用

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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:Photovoltaic effect。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。
假山的堆叠
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~。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
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发货系统公司在深圳、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。
连续缠绕玻璃钢夹砂管
拼装式冷库系列低温快固银浆、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-Si thin film)太阳能电池
二、非晶硅薄膜(a-Si thin film)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
壳体加工
七、纳米晶化学太阳能电池
八、染料敏化二氧化钛(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。包装箱制作

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