太阳能光伏电源系统应用技术 培训教材(8)

目 录一.绪 论31.我国的太阳能资源概况42.太阳能的主要利用形式和光伏发电的运行方式03.太阳能光伏技术的发展及前景0二.太阳能光伏电源系统的原理及组成11.太阳能电池方阵22.充放电控制器53.直流/交流逆变器54.蓄电池组5.测量设备6.太阳能光伏电源系统的设计6三.光伏电源充放电控制器111.控制器的功能：112.控制器的基本技术参数113.控制器的分类：114.控制器的

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。

3．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－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1000KWp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11km³4km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，效率也将进一步得到提高。

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。

基于镓砷化合物和其他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