1、 新能源课程设计新能源课程设计 设计题目：光伏发电设计题目：光伏发电 姓姓 名：名： 班班 级：级： 电气电气 101 学学 号：号： 指导教师：指导教师： 成绩评定：成绩评定： 2013 年年 12 月月 23 日日 一一 光伏发电原理光伏发电原理 光伏发电系统主要由三大部分组成：太阳能电池板组件、控制器、逆变器。 其中在光伏发电过程中，太阳能电池板起到核心作用，它是光-电的桥梁。太阳能电池 是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是一个半导体光电二极管， 当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光能变成电能，产生电流。当许多 个电池串联或并联起来就可以成为有比较大
2、的输出功率的太阳能电池方阵了。 太阳能电池板 组件通过收集光、太阳能，然后转换成电能，之后通过太阳能控制器和逆变器把电输送到用 电设备。 太阳能电池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，就成为带负电的 N 型半导体；若在纯硅中掺入有 3 个电子 的原子如硼原子，形成带正电的 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。 制作时，多晶硅经过铸锭、破锭、切片等程序后，制作成待加
3、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。发电系 统成本中，电池组件约占 50%，电流转换器、安装费、其他辅助部件以及其他费用占另外 50%。 二二 行业现状行业现状 这个行业，曾经被投资者疯狂追捧，一度诞生了中
4、国首富；这个行业，各国政府高度重 视，每年斥巨资发放补贴，扶持发展，被誉为前景最为光明的行业，而 2007 年中国的产量 占了全球的三分之一；还是这个行业，近来出现一波接一波的破产潮，甚至连昔日的行业龙 头也难逃灭顶之灾！ 这就是光伏产业， 在短短三年之中， 经历了景气度的繁荣高峰与衰退低谷间的大起大落， 众多企业感受到从“烈火烹油”到“冰寒刺骨”的滋味。 然而，正当国内企业还挣扎在存亡边际，从华尔街却传来了全新的讯息：一方面，美股 光伏龙头股价轮番暴涨，最具代表性的 Sunpower（NASDAQ:SPWR）今年股价涨幅超过 300%；另一方面， “股神”巴菲特携 25 亿美元收购光伏电站，
5、世界上最赚钱的公司“苹果” 也投资光伏产业。 作为世界上最有效的资本市场， 股价的上涨是人们用资金在投票， 巴菲特、 苹果公司在行业低谷期竞相投资太阳能领域，这意味着什么？ 股价靓丽表现的同时，行业基本面也正发生着变化。美国、中国等新兴市场正在发生剧 变，产业政策集中出台，上网与补贴发放更具确定性和可操作性，光伏电站中长期规划被大 幅提高，巨大的装机需求一触即发。 更为重要的是，随着光伏转换率逐年提高，成本逐年下降，优势企业的发电成本即将与 火电持平，而一旦突破这一“临界点” ，平价上网的时代即将来临，光伏发电替代传统火电 的大幕随即拉开，人类的能源消费结构也会随之改变。 非晶硅薄膜电池从 2
6、0 世纪 80 年代初开始商业化生产， 但由于效率低且有衰减， 使用寿 命较晶体硅电池短，市场份额增加不快。另外，结晶缺陷所带来的效率损失需要通过复杂工 艺弥补，比如多晶硅是通过 PECVDSNx 来实现，获得了很大成功。但其他薄膜电池，如 非晶硅和其他薄膜电池至今尚未获得满意结果， 这也是薄膜电池发展比人们预想得慢的主要 原因。 晶体硅太阳能电池是目前国际光伏市场的主流产品，占世界光伏电池产量的 85%以上， 因此可以预见的是未来 1015 年仍然以晶体硅为主。 三三 光伏发电的类型特点光伏发电的类型特点 依据全世界对光伏发电系统的清晰认识，光伏行业人士一般将光伏发电系统分为三大 类： 一、独立光伏发电系统 独立光伏发电系统：根据字体含义，我们可以直观的说是单独的发电站，通过光伏发电获 得的电量不会连接到国家的电网。 二、并网光伏发电系统 并网光伏发电系统： 相对于独立光伏发电系统来说， 并网光伏发电系统是指通过光伏发电 所得的电量，通过国家的电网相连，把多余的电力输送到国家电
