《光伏能源原理》课件

《光伏能源原理》本课件将深入探讨光伏能源原理，从光电效应到电池结构，再到系统应用，全面介绍光伏技术的发展与应用课程目标了解光伏能源的基本原掌握光伏电池的工作机理制熟悉光伏系统的组成和掌握光伏产业发展现状应用与趋势光电效应基础光电效应光子光电效应是指光照射到金属表面时，金属表面电子吸收光能而光子是光的基本粒子，具有能量，能量大小与光的频率成正比发射出来的现象半导体材料特性导电性能带结构半导体材料的导电性介于导体和绝缘体之间，受温度和杂质影半导体材料的能带结构决定了其电子跃迁特性，影响光电转换响效率结的形成pn型半导体型半导体p np型半导体中存在空穴，空穴可以作为载流子，具有导电性n型半导体中存在自由电子，自由电子可以作为载流子，具有导电性光伏电池结构pn结金属电极光伏电池的核心结构，光照射pn结产生电流，实现光电转换金属电极用于收集光电转换产生的电流，传输到外部电路光伏电池工作原理光照射pn结电流产生光子照射到pn结，激发电子从价带跃迁到导带，形成电子-空电子-空穴对在内建电场的作用下，分别向n型和p型区域移动，穴对形成电流太阳光谱分布可见光红外光太阳光谱中可见光部分占较大比例，对光伏电池效率影响最大太阳光谱中红外光部分能量较低，对光伏电池效率影响较小光伏电池参数短路电流开路电压光伏电池在短路情况下产生的光伏电池在开路情况下产生的最大电流最大电压最大功率点效率光伏电池输出最大功率时的电光伏电池将光能转换为电能的压和电流的组合效率光伏电池效率理论效率实际效率光伏电池的理论效率取决于材料的能带结构和光子吸收率实际效率受材料缺陷、加工工艺、环境因素等影响，低于理论效率光伏电池型号分类硅基电池薄膜电池有机电池染料敏化电池最常见的类型，包括单晶硅、以薄膜形式制成的光伏电池，以有机材料制成的光伏电池，利用染料分子吸收光能，实多晶硅、薄膜硅等如非晶硅、碲化镉等具有柔性和可印刷性现光电转换硅基光伏电池硅基电池1单晶硅2多晶硅3薄膜硅4薄膜光伏电池优点缺点•成本低•效率相对较低•柔性可弯曲•寿命较短•轻便易安装多晶硅电池特点应用由多个晶体构成，具有多晶结构，效率略低于单晶硅广泛应用于地面光伏电站和分布式光伏系统单晶硅电池特点应用由单个晶体构成，具有高效率、稳定性好等优点广泛应用于高功率光伏发电系统电池技术PERCPERC技术优势一种新型的硅基电池技术，通过在电池背面添加钝化层，提高•效率更高效率•成本更低•性能更稳定光伏系统组成光伏组件1光伏组件由多个电池串联或并联而成，将光能转换为电能逆变器2将直流电转换为交流电，供用户使用监控系统3监控系统实时监测光伏系统的运行状态，保障系统安全稳定运行支架系统4支架系统用于固定光伏组件，保证光伏组件的稳定性和安全电缆连接5电缆用于连接光伏系统各个部件，传输电流电池组串并连接串联并联电池串联可以提高电压，但电流不变电池并联可以提高电流，但电压不变光伏系统安装选址选择阳光充足、通风良好、安全可靠的安装位置基础施工根据支架系统进行基础施工，保证光伏系统稳定性支架安装安装支架系统，支撑光伏组件组件安装将光伏组件安装到支架上，并进行连接调试运行连接电缆，调试系统，确保正常运行光伏系统投资分析1020投资回收期投资回报率光伏系统投资回收期一般在5-10年光伏系统投资回报率一般在10%-20%之间光伏系统运行维护定期清洁1定期清洁光伏组件，提高光电转换效率故障诊断2定期检查系统运行状态，及时发现和处理故障安全巡检3定期进行安全巡检，确保系统安全可靠运行光伏系统性能评估评估指标评估方法•发电量利用数据采集系统和分析软件，对光伏系统性能进行评估•效率•可靠性光伏产品质检检验标准检验项目光伏产品需要符合国家相关标准和行业规范•功率测试•效率测试•可靠性测试光伏电站建设流程项目立项1进行可行性研究，确定项目目标和建设方案土地征用2获得土地使用权，进行场地平整和基础设施建设设备采购3采购光伏组件、逆变器、支架等设备工程施工4进行光伏电站的安装和调试工作并网验收5完成并网验收，正式投入运行光伏电站申报流程申报材料准备准备项目申报材料，包括可行性研究报告、环境影响评价等政府审批向相关部门提交申报材料，获得项目审批资金筹措筹集项目建设资金，包括银行贷款、政府补贴等工程建设按照审批方案，进行光伏电站的建设工作竣工验收完成项目建设，进行竣工验收，正式投入运行光伏发电补贴政策补贴标准补贴方式根据光伏发电规模、电池类型等因素，确定补贴标准以发电量为依据，进行补贴支付光伏产业发展现状光伏未来发展趋势效率提升技术创新应用拓展未来光伏电池效率将进一步提升，降低新型光伏技术将不断涌现，例如柔性太光伏应用将扩展到更多领域，例如电动成本，提高发电量阳能电池、钙钛矿太阳能电池等汽车、储能系统等行业典型案例分享案例一案例二大型光伏电站建设案例，介绍项目建设过程、技术特点和经济分布式光伏系统应用案例，介绍系统安装、维护和节能效果效益总结与展望光伏能源作为一种清洁可再生能源，具有巨大的发展潜力，将为人类可持续发展做出重要贡献。