太阳能光伏发电系统的工作原理？
光伏发电是根据光伏特效应原理，利用太阳能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能电池板，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，基本上不涉及机械部件。
光伏发电系统按容量的大小可分为小型、中型和大型发电系统
小型的户用型系统一般安装在居民家庭的自有屋顶，容量一般为3kW-10kW不等，由光伏组件、组串式逆变器、交直流电缆和并网配电箱等组成，其系统结构较为简单。
而中大型的光伏电站结构则复杂的多，通常由光伏组件、直流汇流箱、集中逆变器、箱式变压器、高压开关柜、主变压器、交直流电缆、外送高压线路等组成，容量一般为MW级别。
不同类型的发电系统由于其设备组成、布置方式和设备数量上存在区别，那么系统效率(或称为PR)也会存在一定的差异。
大型电站的系统效率平均为80%左右(由于电站质量的不同，据相关文献记载，首年系统效率范围从75%-84%不等)，损耗主要由光伏方阵的吸收损耗、低压和高压线缆损耗、逆变器及变压器设备损耗等组成，而户用光伏发电系统由于设备较少、线缆长度较短，在无阴影遮挡损失的情况下，系统效率可比同地区地面电站高4-10%。
中国规定将水电站分为五等，其中：
装机容量大于75万kW为一等〔大(1)型水电站〕，75万～25万kW为二等〔大(2)型水电站〕，25万～2.5万kW为三等〔中型水电站〕，2.5万～0.05万kw为四等〔小(1)型水电站〕，小于0.05万kW为五等〔小(2)型水电站〕；但统计上常将1.2万kW以下作为小水电站。
水利部数据表示，目前我国共建成农村水电站4.7万多座，装机容量7300多万千瓦，年发电量2200多亿千瓦时，装机容量和发电量约占全国水电的24%，农村水能资源开发率达57%。
1.光伏发电原理--简介
光伏发电，就是我们通常说的太阳能发电，简称“光电”，它主要是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件就是太阳能电池，太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。
2.光伏发电原理--构成
光伏发电系统是由太阳能电池方阵，蓄电池组，充放电控制器，逆变器，交流配电柜，太阳跟踪控制系统等设备组成。其部分设备的作用是：
电池方阵：在有光照的情况下，电池吸收光能，电池两端出现异号电荷的积累，即产生“光生电压”，这就是“光生伏特效应”。
蓄电池组：其作用是贮存太阳能电池方阵受光照时发出的电能并可随时向负载供电。
控制器：是能自动防止蓄电池过充电和过放电的设备。
逆变器：是将直流电转换成交流电的设备。逆变器按运行方式，可分为独立运行逆变器和并网逆变器。
3.光伏发电原理
光伏发电就是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术，其关键元件是太阳能电池。它的基本工作原理就是在太阳光的照射下，将太阳电池组件产生的电能通过控制器的控制给蓄电池充电或者在满足负载需求的情况下直接给负载供电，如果日照不足或者在夜间则由蓄电池在控制器的控制下给直流负载供电，对于含有交流负载的光伏系统而言，还需要增加逆变器将直流电转换成交流电。
光伏发电入网方式：
1、直流接入方式
将光伏发电系统以直流方式接入发电站系统中时，接入站的系统电压要选择交流电380V的系统，将变电站系统于光伏发电系统以交流的电路形式结合投入到电力系统当中，这是光伏发电系统与变电站分别使用两个电源为两个系统同时供电。在白天时阳光充足，变电站就会利用负荷工作，而且在用电量充足且有剩余的情况下，余下的电量将会被返还到电力系统当中。
2、交流接入方式
将光伏发电系统以交流方式接入到变电站系统中，在白天时阳光充足时，利用太阳能的光伏发电系统开始工作，并直接以直流的方式将电量输送给变电站中，这种方式可以显著提高供电系统的安全性能，防止漏电、短路等电力故障隐患。光伏发电系统直接连接到变电站中，可以实现光伏发电系统中的电量可以与变电站中的电量自由转换。
3、微电网接入方式
这种方式是将光伏发电技术运用到接入站中微型网络发电系统当中，微型发电网络系统通常会向将太阳能传输到接入站内，然后利用整流逆变电路取代之前的储能整流电路。
港光伏发电技术这种应用方式通常会用于光储微型网络系统的工作过程，以及微型网络电网的单独工作过程中，并且将储能系统用作主要驱动电力，同时还有助于电力工作者结合现场情况，对整体电力系统和局部电源装置进行调控，而且电力工作人员还可以通过电力网络系统的监控中心，随时随地全方位的观察和了解电源装置的工作情况，并收集光信息，掌控电力网络系统运行全局。
光伏发电的优势
①无枯竭危险。
②安全可靠，无噪声，无污染排放外，绝对干净（无公害）。
③不受资源分布地域的限制，可利用建筑屋面的优势；例如，无电地区，以及地形复杂地区。
④无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电。
⑤能源质量高。
⑥使用者从感情上容易接受。
⑦建设周期短，获取能源花费的时间短。
2目前太阳能的利用形式主要有光热利用、光伏发电利用和光化学转换三种形式。光热利用具有低成本，方便，利用效率较高等优点，但不利于能量的传输， 一般只能就地使用，而且输出的能量形式不具备通用性。光化学转换在自然界中以 光合作用的形式普遍存在，但目前人类还不能很好地利用。光伏发电利用以电能 作为最终表现形式，具有传输极其方便的特点，在通用性、可存储性等方面具有 前两者无法替代的优势。但由于太阳能电池的原料一硅的储量十分丰富、太阳电 池转换效率的不断提高、生产成本的不断下降，都促使太阳能光伏发电在能源、 环境和人类社会未来发展中占据重要地位。
由于太阳光资源具有分散性，而旦随处可得，太阳能电池发电系统特别适 合于作为独立的电源使用，例如边远地区的村庄及户用供电系统、太阳能电池照 明系统，太阳能电池水泵系统以及大部分的通信电源系统等都属此类。
太阳能电 池发电系统还可以同其它发电系统组成联合供电系统，如“风一光互补系统”、 “风一光一柴一蓄互补系统”等。由于风力发电系统成本低，又由于风能和太阳 能资源具有互补性，互补发电系统可以大大提高供电的稳定性，其价格比起独立 太阳能电池发电系统至少可减少1/3。除此之外，太阳能电池发电系统还可以与 电网相联构成并网发电系统。
并网系统是将太阳能电池发出的直流电通过并网逆 变器直接馈入电网，从而可以大大减少蓄电池的存储容量。并网发电系统可分为 “可调度式并网系统”和“不可调度式并网系统”。“不可调度式并网系统”中不 带储能系统，馈入电网的电力完全取决于日照的情况；“可调度式并网系统”带 有储能系统，可根据需要随时将太阳能电池发电系统并入或退出电网。实践证明， 并网电站可以对电网调峰、提高电网末端的电压稳定性、改善电网的功率因数和 消除电网杂波均能发挥有效作用，很有应用前景。
太阳能光伏技术的发展及前景
太阳能电池最早用于空间技术，至今宇宙飞船和人造卫星的电力仍然基本上 依靠太阳能电池系统来供给。70年代以后，太阳能电池在地面得到广泛应用， 目前已遍及生活照明、铁路交通、水利气象、邮电通信、广播电视、阴极保护、 农林牧业、军事国防、并网调峰等各个领域。功率级别，大到10MW的太阳能 电池发电站，小到手表、计算器的电源。随着太阳能电池发电成本的进一步降 低，它将进入更大规模的工业应用领域，如海水淡化、光电制氢、电动车充电 系统等；对于这些系统，目前世界上已有成功的示范。太阳能电池发电最终的 发展目标，是进入公共电力网的规模应用，包括中心并网光伏电站、风一光互 补电站、电网末稍的延伸光伏电站、分散式屋顶并网光伏系统等。展望太阳能 电池发电的未来，人们甚至设想出大型的宇宙发电计划，即在太空中建立人造
同步卫星光伏电站。1997年8月在加拿大蒙特利尔召开了第四届国际空间太 阳能电站会议，提出了一些构想，但付诸实施，恐非短期所能实现。但美国、 日本已制订了试验性发射计划（容量等级为lOOOKWp数量级）。因为大气层外 的阳光辐射比地球上要高出30%以上，而且由于宇宙没有黑夜，卫星电站可以 连续发电。一组11kmX4km的太阳能电池板，在空间可产生8000MW的电力， 一年的发电量将高达700亿千瓦时。
空间电站可以将所发出的电通过微波源源 不断地传送回地球供人们使用。日本一批学者认为：在地球上的沙漠和荒原地 区架设太阳能电池阵列，用高温超导电缆联成网络便可解决全球能源供应，不必再使用原子能核电站。美国普林斯顿大学能源和环境研究所的一批学者认为： 在下一个十年内以光电为基础的电解水制氢和储氢技术将趋于成熟，他们经计 算后提出，如在新墨西哥州或亚利桑那州一块直径为386km的环形地区设置太 阳能电池制氢，便可提供相当于美国1986年的全部矿物燃料消耗的能量。
由于晶体硅原料领域的发展（例如超薄晶体硅太阳电池的开发和使用更便宜 的太阳能级材料）和太阳能电池更先进的生产过程的发展，将使得晶体硅电池在 将来会变得更为便宜；此外，效率也将进-步得到提高。
薄膜太阳能电池，例如非晶硅太阳能电池，由于其廉价的生产成本而在消费 领域被广泛的应用。但它的效率低（约5—8%）、生产规模小、稳定性差、原料 利用率低，均限制了它的应用。然而，如果效率能被提高，稳定性问题能被解决 的话，这种太阳能电池仍将是将来的一个重要发展方向。
基于镣神化合物和其他III-V族成分的薄片太阳能电池正处于早期的发展 阶段，由于它的效率有可能达到30%而显得尤为重要，但是这种类型的太阳能 电池在2005年以前还不可能得到广泛应用。
由于太阳能光伏发电技术的重要性，在研究开发、产业化制造技术及市场开 拓方面成为世界各国特别是发达国家激烈竞争的主要热点。太阳能的光电利用已 经在世界范围内形成新兴产业，技术也在日新月异地发展，效率的提高和价格的 下降己呈必然趋势。澳大利亚新南威尔士大学已研制出q = 24%的单体（4X 4cm）高效硅太阳能电池。80年代以来，即使世界经济总体情况处于衰退和低 谷时期，光伏技术一直保持以10%-15%的递增速度发展。90年代后期，世界市场 出现了供不应求的局面，发展更加迅速。1997年世界太阳电池光伏组件生产122MW，比1996年增长了 38% （1996年88. 5MW）,超出光伏界专家最乐观的估计。
光伏发电指通过光伏发电系统将太阳能转化为电能的过程。
通常系统主要由太阳光伏组件、汇流箱、逆变器、变压器及配电设备构成，同时再加上监控系统、有功无功控制系统、功率预测系统、五防系统及无功补偿装置等辅助系统组成一套完整的光伏发电系统。
太阳能电池是完成太阳能到电能转换的载体，光生伏特效应是光伏发电的基本原理。
早在1839年，法国科学家贝克雷尔（Becqurel）发现光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差，这种现象后来被称为“光生伏特效应”，简称“光伏效应”。1954年，美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳电池，光伏发电技术由此诞生。
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。这种技术的关键元件是太阳能电池。
太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。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。
原理
光伏发电，其基本原理就是"光伏效应"。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，成为光光伏发电原理图电子。
白天采用高能vcz晶体发电板和太阳光互感对接和全天候24小时接收风能发电互补，通过全自动接收转换柜接收，直接满足所有家电用电需求。
并通过国家信息产业化学物理电源产品质量监督检验中心检测合格。
光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。它首先是由光子（光波）转化为电子、光能量转化为电能量的过程；其次，是形成电压过程。有了电压，就像筑高了大坝，如果两者之间连通，就会形成电流的回路。
光伏发电的主要原理是半导体的光电效应。硅原子有4个电子，如果在纯硅中掺入有5个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，空穴由N极区往P极区移动，电子由P极区向N极区移动，形成电流。
多晶硅经过铸锭、破锭、切片等程序后，制作成待加工的硅片。在硅片上掺杂和扩散微量的硼、磷等，就形成P-N结。然后采用丝网印刷，将精配好的银浆印在硅片上做成栅线，经过烧结，同时制成背电极，并在有栅线的面涂一层防反射涂层，电池片就至此制成。
电池片排列组合成电池组件，就组成了大的电路板。一般在组件四周包铝框，正面覆盖玻璃，反面安装电极。
有了电池组件和其他辅助设备，就可以组成发电系统。为了将直流电转化交流电，需要安装电流转换器。发电后可用蓄电池存储，也可输入公共电网。
