不同光照强度的影响 光照强度越强，组件能输出的光电流就越大，输出功率也越大。一般来说，光 电流随光强的增长呈线性关系。
指标 峰值功率(Pmax) 功率冗余（△Pmax） 开路电压（Voc） 短路电流（Isc） 最 佳 工 作 电 压 （ Vmppt ） 最佳工作电流（Imppt） 数值 250 Wp 0/+5 W 37.4 V 8.63 A 30.7 V 8.15 A 15.4 % 1000V DC (IEC) 20 A
多晶硅光伏电池
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光伏发电基本知识
薄膜光伏电池
采用高频辉光放电方法使硅烷气体分解沉积在玻璃、不锈钢板、 陶瓷板、柔性塑料片上，制得沉积约1μm厚的薄膜。 产品效率为7%~8%，2010年市场占有率达到5%。 非晶薄膜伏电池 以铜、铟、镓、硒四元化合物半导体为基本材料，在玻璃或其 它廉价衬底上沉积制成的半导体薄膜。产品效率为13%~15%， 2010年市场占有率达到0.5%。 铜铟镓硒薄膜电池 在玻璃或是其它柔性衬底上依次沉积多层碲化镉薄膜而构成的光 伏器件。是薄膜太阳电池中发展较快的一种光伏器件。转换效率
目前250kW逆变器技术最为成熟，
主流产品为500kW，有两台250kW 逆变器构成。 主要用于大型光伏电站。
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光伏发电建设要素
光伏逆变器
1MW光伏系统逆变器房（外观）
逆变器的安装
1MW光伏系统逆变器房（内部）
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变压器房
光伏发电建设要素
光伏逆变器
逆变器参数
最大直流电压 启动电压 满载MPP电压范围 最低电压 最大直流功率 最大输入电流 额定输出功率 最大交流输出电流 额定电网电压 允许电网电压 额定电网频率 允许电网频率 总电流波形畸变率 直流电流分量 功率因数 900Vdc 470V 450~820V 450V 550kWp 1200A 500kW 1176A 270Vac 210~310Vac 50Hz/60Hz 47~52Hz/57~62Hz <3%（额定功率） <0.5%（额定输出电流） 0.9（超前）~0.9（滞后） 98.70%
工作温度范围 -40℃ 至 85℃
额定工作温度
最大功率温度系数 开路电压温度系数 短路电流温度系数
45±2 ℃
-0.45 %/℃ -0.34 %/℃ +0.04 %/℃
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光伏发电基本知识
温度系数的影响
晶硅组件的温度系数仍然高于其他组件，选 型时要综合考虑建设地区极端温度情况。
效率衰减的影响
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光伏发电基本知识
薄膜 光伏 电池
19.9%
13%～15%
硅耗小、成本低、性能 铟硒是稀有元素、 稳定、光谱响应范围大、 规模受限 衰减小
逐步商业量产
碲化镉 (CdTe)
16.9%
10%～12%
高光吸收率、硅耗小、 成本低
碲储量少、镉有毒
以商业量产
国外垄断、国内 很少
聚光 光伏 电池
砷化镓 （GaAs）
43.5%
35%～40%
技术路线 晶体 硅光 伏电 池 单晶硅 多晶硅 非晶硅 铜铟镓硒 （CIS/CI GS） 实验室 效率 24.7% 20.3% 13% 批量产品 效率 16%～19% 15%～17% 7%～8% 优点 工艺成熟，技术完善 工艺成熟，技术完善 工艺简单、硅耗小、成 本低、弱光发电 缺点 硅耗大、成本高 硅耗大、成本高 投资大、有衰减 商业化进度 以商业量产 以商业量产 逐步商业量产 我国的发展 拥有完整产业链 和国际领先企业 拥有完整产业链 和国际领先企业 大批企业介入， 但设备、原材料 被国外垄断 国内少量企业介 入
kW
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光伏发电基本知识
2008年7月在鄂尔多斯巴拉贡地区实测
的太阳辐射数据
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光伏发电基本知识
1MW电站输出特性分析
各月最大日输出曲线、最小日输出曲线、平均日输出曲线
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光伏发电基本知识
1MW电站输出特性分析
10MW系统年平均输出功率曲线
各月最大交流输出功率
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光伏发电基本知识
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遮挡情况 单个电 池被遮 挡比例 75% 100%
组件功 率损失
66% 75% 93%
3个电池片被遮挡
光伏发电基本知识
太阳能电池组件的性能
阴影对组件的影响——热斑效应
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光伏发电基本知识
太阳能电池组件的性能
组件性能的匹配 两个性能相同的组件串联到一起时，电流保 持不变，电压将加倍。然而，两个性能不同 的组件串联到一起时，电压仍然叠加，电流 将被限制到略高于组件中电流较小的电池板 产生的电流值。
晶硅光伏电池
薄膜光伏电池
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聚光光伏电池
光伏发电基本知识
晶硅光伏电池
晶硅光伏电池是以高纯晶体硅为原料的光伏电池。由于 发展早，产业链上各企业生产技术较为成熟，2010年 市场占有率达到87%。
以单晶硅材料为基体
转换效率达到16%~19% 2010年市场占有率达到42%
单晶硅光伏电池
以多晶硅材料为基体 换效率达到15%~17% 2010年市场占有率达到45%
b)
在受到光照时，电 子和空穴分别向两 侧移动
c)
最终在半导体表层 形成电势差
3
光伏发电基本知识
太阳能光伏发电的特点
优点：
1. 太阳能资源取之不尽，用之不竭；
2.
3. 4. 5.
绿色环保。不需要燃料，没有排放，没有
噪声。 应用范围广。 太阳能电池生产资料丰富。 结构简单，安装容易，使用寿命长。
缺点：
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光伏发电基本知识
太阳能电池组件的性能
组件的I-V曲线
组件性能标准测试环境：AM1.5、1000W/m2、25℃
I — 电流； Isc — 短路电流； Im — 最佳工作电流； V — 电压； Vm — 开路电压； Voc — 最佳工作电压； Pm — 最大功率；
ห้องสมุดไป่ตู้13
光伏发电基本知识
太阳能电池组件的性能
1. 能量密度低。地表太阳辐射最高 1200W/m2，一般在1000W/m2。
2.
3. 4. 5. 6.
4
占地面积大。1平方公里装机30~40MW。
间歇性。只在白天发电。 随机性。受气候影响强。 地域依赖性强。 成本较高。
光伏发电基本知识
光伏电池的种类和特点
第一代光伏电池：晶硅光伏电池（单晶硅、多晶硅）； 第二代光伏电池：薄膜光伏电池（非晶硅、铜铟镓硒、碲化镉）； 第三代光伏电池：聚光光伏电池（砷化镓）。
光伏发电建设要素
光伏逆变器
逆变器效率
逆变器将光伏组件产生的直流电转换为交流电的电能转换效率称为逆变器效率。
逆变器效率是变化的； 低负荷状态，效率低； “最大效率”是理想 情况
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光伏发电建设要素
光伏逆变器
逆变器效率
实际工作中逆变器常处于
低负荷工作状态
100%
80%
60%
40%
20%
0% 25 0 2 4 6 8 10 12
目前转换效率达到35%~40%。 结构复杂需要安装双轴跟踪系统。 2010年市场占有率为1%，但未来来前景广阔。
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聚光光伏电池
聚光倍数100倍以下，主要是用硅基材料太阳电池
聚光倍数100倍以上，主要是砷化镓（GaAs）太阳电池。
5.5mm×5.5mm 10mm×10mm
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光伏发电基本知识
各种光伏电池比较
防孤岛保护
低电压穿越 最大功率点跟踪 电网过/欠压保护 过/欠频保护 恢复并网保护 过流保护 极性反接保护 过载保护功能
最大效率 防护等级
夜间自耗电 允许环境温度 冷却方式 允许相对湿度 允许最高海拔 显示 标准通讯方式 可选通讯方式 外形尺寸（宽x高x深）
IP20（室内）
<100W -25~+55℃ 风冷 0~95%，无冷凝 6000m（超过3000m需降额使用） 触摸屏 RS485 以太网 23 2800x2180x850mm
太阳能电池组件的性能
阴影对组件的影响
一块组件是由多个电池片串联而成。
当组件中的一个电池被阴影遮盖时，
其短路电流会降低，当短路电流低于 串联电路中的工作电流时，会增加功 率损耗，引起过热。甚至造成组件焊 接点熔化，等问题。
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遮挡情况 单个电 池被遮 挡比例 0% 25% 50%
组件功率 损失
0% 25% 50%
光伏电池组件及逆变器 基本知识
华盛集智 刘 鑫
048@
2012-6-1
光伏发电基本知识
太阳能光伏发电的基本原理 太阳能光伏组件种类及特点 太阳电池组件的性能 光伏逆变器
1MW电站输出特性分析
光伏发电基本知识
太阳能光伏发电基本原理
光生伏打效应
a) 半导体中有成对的
空穴和电子
两个性能相同的组件联到一起时，电压保持 不变，电流将加倍。然而，两个性能不同的 组件并联到一起时，电流将增加，电压只是
两者的平均值。
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光伏发电建设要素
光伏逆变器
组串型逆变器
容量一般在1kW到50kW之间。 主要用于规模相对较小的光伏发电 系统。
电站型逆变器
容量一般在100kW到1000kW之间，
达到12%。2010年市场占有率为4.7%。
碲化镉薄膜电池
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光伏发电基本知识
聚光光伏电池
聚光太阳电池是用反射镜或透射镜将太阳光聚焦到几十倍，几百倍甚至上千 倍，然后投射到太阳电池上，使其产生较高光端转换效率。
透射式
反射式
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聚光光伏电池
具有代表性的是砷化镓（GaAs）太阳电池。
聚光倍数达到500~1000倍。