微电网光伏模块配置的改进论文
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篇1：微电网光伏模块配置的改进论文
微电网系统
从整个电力系统的角度来看，微电网是一个颇具独立性的自适应智能单元。通过电力网络架构层和综合管理架构层之间镶嵌式协作，达到域内自治、电力平衡的目标。微电网内最典型的能量运行组块有两类：微电源和局域负载。两者通过能量储存、交换、调节系统相互匹配。在并网条件下，微电网系统整体又与主网存在电能交换。以上电能运行各部分皆属于微电网的电力网络架构层。微电网可划分成孤岛型和并网型两类。孤岛型微电网不与大网产生任何形式的能量交换，系统内部能量供应自给自足。图2是一个典型的对称可裂解光伏柴发一体化孤岛微电网系统。图1微电网系统双层镶嵌式结构示意图微电源的接入与切割，域内负载的并入和卸除，是微电网系统复杂控制策略的来源。促进能量高效利用，实现系统有效控制与保护的部分属于微电网综合管理架构层。微电网双层结构示意图如图1所示，两层之间存在类似机体与神经的交互关联。微电网系统设计时需要考虑的最主要因素包括以下几个方面：微电网系统电能质量最优化；可再生能源利用率最大化；降低系统建设造价和运行成本。以上三大要求在某一具体工程中很难做到绝对统一，通常因地制宜寻找折中设计方案。在微电网项目实践中，根据不同的基建环境,并网型微电网则与大网连接，主网与微电网可在特定条件下交换能量。根据控制策略不同，其运行状态又可分为孤岛模式和并网模式。当然，即便在并网条件下，也要尽可能减少系统对大电网的依赖程度。这是微电网系统控制策略基本宗旨。图3是一个单母线多回路光伏水电一体化并网型微电网系统。
篇2：微电网光伏模块配置的改进论文
理想微电网系统设计中的微电源模块应具备即时接入与即时退出功能，相应的裂解与并入动作要求平滑可控，从而满足上文所提到的三点要求。对每一个特定的光伏发电模块而言，它本身独有的接口、控制、保护与微电网系统的运行状态息息相关。光伏发电模块由组件系统、监测系统、逆变系统、控制系统及管理系统组成。光伏支路的设备包括：光伏组件群、汇流配电设备、直交流电压调节设备、逆变设备、隔离开关设备、入网接口装置，以及监测、控制、保护装置。微电网系统光伏模块设计一般遵循如图4所示流程，以达到系统设计合理性和功能完备性。不可否认，光伏发电与传统发电相比，存在不少缺点。首先，光伏发电产出功率与太阳辐射量、太阳光谱特性密切相关，从而具有不稳定性和难以平滑调节的自然缺陷；其次，逆变组团的功率因数高达0.99，因此，在有功功率不变的情况下，无功功率几乎不存在可调空间；最后，逆变器换流运行中，由于功率电子器件工作而产生的各次谐波注入电网，严重影响电能质量。
篇3：微电网光伏模块配置的改进论文
基于对上述缺点的考虑，微电网系统中的光伏模块配置需要做相应改进。
1光伏支路设备成本降低。微电网工程建设成本中的重要份额主要落在光伏支路上。光伏支路各环节中设备的成本控制仍旧是今后微电网项目的重要课题。
2太阳电池转换效率提升。工业化太阳电池转换效率提升的价值是不言而喻的。成本稳定前提下的器件效率提升会产生一系列的连环增益。
3太阳电池的短波相应增强。和大型光伏电站相比，微电网光伏支路的设计环境要复杂很多。在紧密关联负载的人居环境中，良好的短波相应能有效提高微电网系统的整体能源利用效率。
4阵列失配改进。太阳电池生产虽然采用较为精密的微电子制造工艺，但最终成型的组件状态一致性不佳。在同一逆变组团内，不均匀的光伏阵列会发生运行失配。虽然导致失配的'原因是多方面的，但从生产工艺上研究改进是最根本的方法。除此之外，单组件MPPT控制也是解决阵列失配的可行性方案。
5监测系统智能化。光伏支路的监测目标除阵列本身的输出外，还应考虑到温度、太阳辐射强度、太阳辐射量、太阳光谱特性等相关量。采集到的环境数据量和光伏输出，经由特殊算法，可有效支持光伏发电支路的智能化。
6电能质量改善。电能质量控制是光伏模块的软肋，是光伏发电无法从辅助能源转变为替代能源的最大瓶颈。光伏支路运行中的电能质量问题主要有：渗入的直流分量、电力电子器件运行产生的谐波污染、电压波动闪变、波形畸变以及三相不平衡。基于储能设备和电能质量管理设备的综合治理在目前看来是最有效的方案。
7设备标准化。光伏支路相关设备标准化将有助于简化控制系统的工作，有利于微电网智能化运行的实现。微电网融合技术将对光伏设备的标准化提出更高要求。
8提高扩展延伸性。由于负荷变动的需要，微电网光伏支路在规划布局上必须充分考虑扩展延伸能力。在微电网工程初期，就得充分预留电力和通讯接口。监控平台的设计也要考虑系统的可能延伸范围。
9功率调节和功率预测。在功率检测基础上的功率调节和预测是光伏模块控制与保护的核心技术。另外，并网型微电网还必须同时具备孤岛保护和低电压穿越能力。
结语
微电网的发展将从根本上改善以往电力负荷畸形增长带来的不稳定因素，在节能减排、提高电力系统可靠性和灵活性方面具有巨大潜力，是电网智能化的关键策略之一。接入微电网系统的光伏发电模块，由于其本身的自然属性和电力系统的特殊环境，存在配置失调问题。探求这些问题的解决方案是微电网系统逐步走向成熟的先决条件。
篇4：太阳能光伏学论文
太阳能光伏学论文
【摘要】本文以洛阳理工学院应用技术型大学转型重要时期为研究背景，根据应用技术型大学的人才培养目标，采用校企合作、项目驱动和传统教学方式相结合的教学模式。该教学模式的实施收到了良好的教学效果，能够与应用技术型大学的人才培养目标高度的契合。
【关键词】应用技术型大学；太阳能光伏学；教学模式改革
众所周知，目前作为主要能源的煤、石油、天然气等化石燃料即将消耗殆尽。再加上这些化石燃料的燃烧造成了大量温室气体和其他污染物的排放，严重的威胁着人类的生存环境。因此，寻求一种可再生的清洁能源迫在眉睫，如太阳能、风能和水能。其中，太阳能是一种“取之不尽，用之不竭”的绿色可再生能源，受到人们的广泛关注。目前太阳能发电主要有两种形式：一是热发电；二是光发电，也称光伏发电。光伏发电是一种将太阳辐射能直接转换为电能的技术，规模大小随意、能独立发电、建设时间短、维护简便，问世后就得到了迅速的发展。
1、课程简介
在国家引导建设应用技术型大学的背景下，目前是河南省新能源及光电子材料产业快速发展时期，为培养具有创新精神和实践能力较强的应用型技术人才，洛阳理工学院结合洛阳经济发展特色，在开设了材料物理专业，以太阳能光伏为主要方向，培养具有材料、半导体物理等科学与工程方面的基本知识和基本理论的技术型人才。《太阳能光伏学》是本专业的专业基础必修课程，主要介绍了太阳能光伏发电的基本概念和原理、电池片的制造以及硅太阳能电池的主要性能参数和太阳能电池组件的结构、生产工艺流程等。此外，讲述了太阳能光伏发电系统的组成和其他相关设备，全面地阐述了太阳能光伏发电系统的设计和应用。通过本课程的学习，使学生掌握太阳能电池材料的基本制备技术、表征手段及光伏系统的设计，了解光伏系统在国民经济各领域的应用，能够进行基本的太阳能电池性能测试及太阳能电池组件封装，并具备太阳能光伏系统优化设计的技能。
2、教学改革方案及实施
本课程的学习，需要综合运用材料科学基础，半导体材料与器件，光电子材料等课程的理论知识。最终要求学生具有能够进行太阳能电池的生产及太阳能光伏系统的设计，施工及维护的能力，是一门与实践锻炼密不可分的课程。与学生之前学习的大学物理，材料科学基础等基础性课程有较大的区别，因此传统的以教师讲授为主的教学模式和教学过程并不适合本课程的学习[1]。应根据具体的教学内容探索出适合应用型技术人才的独特的教学模式。《太阳能光伏学》主要内容包含两个方面：一是与企业生产紧密结合的太阳能电池的生产过程；二是太阳能光伏发电系统的设计与优化。前者包含了直拉法制备单晶硅棒，铸锭法制备多晶硅锭，太阳能电池切片工艺，太阳能电池片的制造和太阳能电池组件的结构、生产工艺流程。后者主要是光伏发电系统的设计及优化，包括独立光伏发电系统、分布式光伏发电系统和并网光伏发电系统。针对本课程及教学内容的特殊性，在教学上，前一部分太阳能电池生产部分采用“校企业合作+传统”的教学模式，后一部分光伏系统设计采用“项目驱动+传统”的教学模式。
2.1“校企业合作+传统”的教学模式
由于本课程与生产实践紧密结合，因此，开展校企合作教学能够使课程教学效果事半功倍[2]，提高学生的理论知识的理解及理论联系实践的能力。光伏产业是新兴产业，随着科学技术的发展，新技术、新工艺、新方法、新理念都在迅速地更新换代，因此培养应用型技术人才必须与生产相辅相成，校企合作是达成培养目标的主要手段之一。目前，针对洛阳理工学院的校企合作主要有两种形式：教师和学生到生产企业进行参观学习和由企业中具有丰富生产管理经验的工程人员到学校进行讲授相关知识。首先在专业教师中选拔出能力强、业务精、肯吃苦钻研的教师，到生产企业中进行挂职锻炼，真正的参与到工程实践中来。不仅提高教师的动手实践能力，而且针对平时在教学过程中容易忽略的细节也有较大的认识，使得课堂讲授能够更切合生产实际。例如，在太阳能电池片的制备中的丝网印刷工艺，银浆的准备时间，搅拌速度，以及固含量这些因素会对丝网印刷的质量产生较大影响。而一般情况下，课堂的讲授不会具体到这些细节问题，但是在生产实践中这些细节往往决定了产品的质量。其次，开展校企合作带学生到相关的光伏企业见习，还可以让学生进行实际动手操作。例如，太阳能电池组件封装部分的单焊和串焊，图1显示了学生在企业中参加太阳能电池片焊接工艺。通过学生的实际动手操作使他们对生产实际过程有了更加清晰的认识，并且提高了学生的实际动手操作能力。最后，邀请企业中具有丰富生产管理经验的工程人员到学校进行授课，讲授太阳能电池生产相关知识，以他们对生产实际过程的熟悉程度，能够为学生提供更加贴合实际的工艺过程，可以是学生产生同理心。例如，在讲授太阳能电池片的'制绒工序时，工程师详细地介绍了制绒液的成分和比例，以及整个操作过程的注意事项等问题。
2.2“项目驱动+传统”的教学模式
“项目驱动+传统”的教学模式是以“项目一任务驱动”为主，教师讲授为辅的教学模式[3]。具体到《太阳能光伏学》课程中，教学内容的后半部分太阳能光伏系统的设计及优化采用这种教学模式。将生活中常见的小型太阳能光伏发电系统以项目的形式引入课堂及课后拓展中。具体的太阳能光伏发电系统有：太阳能路灯，共享单车太阳能光伏系统，太阳能玩具等。首先，根据学生的基本知识掌握程度进行小组及岗位分配；其次，小组内查找相关资料，包括：不同太阳能光伏系统中的组成设备，设备的具体参数，相应的厂家，以及各设备之间的连接方式。最后，进行小型项目设计的答辩会，即进行项目的设计的学生进行讲解设计过程，并回答由其他同学提出的疑问。以“项目――任务驱动”在进行小型光伏发电系统的设计中，能够激发学生的学习兴趣，并且把课堂上学到的理论知识，应用到实际生产中。经过一学期的探索、运行和实践研究，“校企合作+项目+传统”的教学模式取得了一些阶段性成果，理论与实践锻炼相辅相成，在增加学生的自主性、设计性、创新性等能力的训练同时，也提高了理论教学的效果。
3、结束语
随着国家对光伏产业的重视，各地区不断兴起一批批与太阳能光伏相关的企业。我们通过采用校企合作与项目任务驱动相结合的创新教学模式，培养既具有太阳能光伏学基础理论知识又具有良好的动手操作能力的应用型人才。
篇5：未来太阳能光伏并网发电对电网的影响论文
未来太阳能光伏并网发电对电网的影响论文
【摘要】尽管寻找新能源的工作已经有相当的历史了，但是世界性的环境污染和能源短缺已经迫使人们更加努力的寻找和开发新能源。在寻找和开发新能源的过程中，人们很自然的把目光投向了各种可再生的替代能源。光伏发电就是其中之一。虽然光伏发电的实际应用存在着种种的局限，但是随着光伏发电成本的降低和矿物发电成本的提高以及矿物能源的减少，总有一天光伏发电的成本将会与传统发电成本相当。到时侯，光伏发电将逐步进入商业化阶段。光伏并网发电形成规模后会对电网形成什么样的影响是本文想要探讨的问题。
一、光伏发电的基本原理
1. 太阳能光伏发电系统的组成
太阳能光伏发电系统主要由太阳能光伏电池组，光伏系统电池控制器，蓄电池和交直流逆变器是其主要部件。其中的核心元件是光伏电池组和控制器。各部件在系统中的作用是：
光伏电池：光电转换。
控制器：作用于整个系统的过程控制。光伏发电系统中使用的控制器类型很多，如2点式控制器，多路顺序控制器、智能控制器、大功率跟踪充电控制器等，我国目前使用的大都是简单设计的控制器，智能型控制器仅用于通信系统和较大型的光伏电站。
蓄电池：蓄电池是光伏发电系统中的关键部件，用于存储从光伏电池转换来的电力。目前我国还没有用于光伏系统的专用蓄电池，而是使用常规的铅酸蓄电池。
交直流逆变器：由于它的功能是交直流转换，因此这个部件最重要的指标是可靠性和转换效率。并网逆变器采用最大功率跟踪技术，最大限度地把光伏电池转换的电能送入电网。
2. 太阳能光伏电池板：
太阳能电池主要使用单晶硅为材料。用单晶硅做成类似二极管中的P-N结。工作原理和二极管类似。只不过在二极管中，推动P-N结空穴和电子运动的是外部电场，而在太阳能电池中推动和影响P-N结空穴和电子运动的是太阳光子和光辐射热（*）。也就是通常所说的光生伏特效应原理。目前光电转换的效率，也就是光伏电池效率大约是单晶硅13％－15％，多晶硅11％－13％。目前最新的技术还包括光伏薄膜电池。
3. 太阳能光伏发电系统的分类：
目前太阳能光伏发电系统大致可分为三类，离网光伏蓄电系统，光伏并网发电系统及前两者混合系统。
A）离网光伏蓄电系统。这是一种常见的太阳能应用方式。在国内外应用已有若干年。系统比较简单，而且适应性广。只因其一系列种类蓄电池的体积偏大和维护困难而限制了使用范围。
B）光伏并网发电系统，当用电负荷较大时，太阳能电力不足就向市电购电。而负荷较小时，或用不完电力时，就可将多余的电力卖给市电。在背靠电网的前提下，该系统省掉了蓄电池，从而扩张了使用的范围和灵活性，并降低了造价。
C）A, B两者混合系统，这是介于上述两个方之间的系统。该方案有较强的适应性，例如可以根据电网的峰谷电价来调整自身的发电策略。但是其造价和运行成本较上述两种方案高。
二、光伏发电的优点
进入70年代后，由于2次石油危机的影响，光伏发电在世界范围内受到高度重视，发展非常迅速。从远期看，光伏发电将以分散式电源进入电力市场，并部分取代常规能源。不论从近期和从近期看，光伏发电可以作为常规能源的补充，在解决特殊应用领域，如通信、信号电源，和边远无电地区民用生活用电需求方面，从环境保护及能源战略上都具有重大的意义。光伏发电的优点充分体现在以下几个方面：
1. 充分的清洁性。 （如果采用蓄电池方案，要考虑对废旧蓄电池的处理）
2. 绝对的安全性。 （并网电压一般在220V以下）
3. 相对的广泛性。
4. 确实的长寿命和免维护性。
5. 初步的实用性。
6. 资源的充足性及潜在的经济性等。
三、光伏发电局限性。
任何事物总是具有两面性。目前有太多的文章介绍光伏发电的优点和优势，这里有必要指出光伏发电的一些局限性。太阳能具有能量密度低,稳定性差的弱点,并受到地理分布、季节变化、昼夜交替等影响。光伏发电的局限性包括以下几个方面：
1. 时间周期局限。由于光伏发电的条件是出太阳时，光伏发电设备才能正常工作发电。因此，白昼黑夜，一年当中春夏秋冬各个季节对光伏发电的负荷影响巨大。为了应付这个情况，电网不得不配备相应容量的发电机处于旋转备用状态。
2. 地理位置局限。光伏发电设备基本上只能依附建筑物安装建设，也就是所谓的光伏屋顶就地供电。如果离开建筑物来建设光伏发电，将会大大增加成本或者破坏环境和生态。
3. 气象条件局限。气候对光伏发电影响。采用光伏并网发电无蓄电池方案时，如果一个城市上空的气候大幅变化，将造成电力负荷的大幅波动；当一个城市上空的空气质量比如空气污染，或能见度变差比如雾天，阴天等都将使光伏发电在线或实时出力下降。
4. 容量传输局限。在解决了光伏发电的成本问题后，大功率，高电压，远距离从荒漠面积输送电力到负荷中心，由于光伏发电没有传统电机的旋转惯量，调速器及励磁系统，将给交流电网带来新的经济和稳定问题。不论采用交流或是直流高电压大功率远距离从荒漠地区输送电力，由于上述1，2，3的局限性将大大增加单位千瓦的输送成本。下面将会讨论这个问题。
5. 光能转换效率偏低。和传统能源（矿物能源，石油，水能，原子能，等）的转换效率相比，光伏能量的转换效率不能令人满意。
四、光伏发电未来展望
我国光伏产业正以每年30%的速度增长。最近三年全球太阳能电池总产量平均年增长率高达49.8%以上。按照日本新能源计划、欧盟可再生能源白皮书、美国光伏计划等推算，全球光伏发电并网装机容量将达到15GW(1500万千瓦，届时仍不到全球发电总装机容量的1%)，至2030年全球光伏发电装机容量将达到300GW(届时整个产业的产值有可能突破3000亿美元)，至2040年光伏发电将达到全球发电总量的15%-20%。按此计划推算，-2040年，光伏行业的复合增长率将高达25%以上（参看资料：15）。其中并网应用会有较大的发展，从而形成并网发电(约46%)、离网供电(约27%)和通讯机站(约21%) 3个主要应用领域（参看资料：16）。
太阳的能量对人类而言几乎是无限的，但是实际上，在地球上能够获取太阳能资源的资源是有限的。并不象有些文章中所说的那样巨大。例如，当我们在在屋顶安装太阳能热水器时，就失去了安装太阳能电池的机会。除建筑物和荒漠外，在其他地点建设太阳能电池板群将是不现实和得不偿失。这不仅仅是因为成本巨大的原因，问题是显而易见的，主要的问题是离开建筑物和荒漠来建设光伏发电站将破坏环境和生态，你会发现在太阳能电池板下面将寸草不生。总之，节能降耗是人类的一个永恒话题。从某种意义上讲，淘汰旧技术和产品的同时，也就浪费掉了当初生产这些技术和产品的能源。出国考察的人往往会发现，西方发达国家有些场合还在使用20-30年代的产品和设备，他们并非要保护“古迹”，某种意义上讲是在节约能源。新旧产品和技术的换代是要以耗费能源为代价的，过快的产品更新换代，将加快能源的消耗。当然，这里需要有一个总体的经济指标来判断能耗。我们是否应该考虑节约“used能源”的问题？(**)
另一方面，任何先进的技术，进入商业使用的必要条件是价格能为市场所接受。如果使用成本太高，再好的技术必将只能停留在试验室中或者示范工程阶段。
五、光伏发电并网对未来电网的影响
随着我国《可再生能源法》的颁布实施，常规能源价格的不断升高和石油价格逼近$100，世界范围内围绕利用太阳能科技，商业发展非常迅速，其中光伏并网发电技术发展非常快。目前制约光伏发电的主要因素是成本问题。太阳能光伏发电造价高（每千瓦3万元以上），发电成本贵（1．5元／千瓦时以上）。随着光伏发电成本的降低和耗能发电成本的提高，总有一天光伏发电的成本将会与传统发电成本相当。到那时侯，光伏发电将会进入商业化应用阶段。为了提早迎接这一天的到来，我们将有必要提前考虑光伏并网发电对现有发电模式的技术、经济、政策和环境效益的影响。我们先假设这个时代已经到来，并且现有的发电模式并未发生较大的改变。那么光伏发电给我们带来好处的同时将会对现有的电网产生什么样的问题？
由于太阳能光伏发电属于能量密度低、稳定差，调节能力差的能源，发电量受天气及地域的影响较大，并网发电后会对电网安全，稳定，经济运行以及电网的供电质量造成一定影响。至于有多大的影响目前尚不清楚。我们知道目前电能是不能大规模低成本储存的，在可以预见的将来也不能大规模低成本储存。这就使得光伏发电的应用受到物理因素的制约，同时也受到地理上的限制。但是随着技术和市场的发展，当光伏发电的上网电量在电网中与火电厂，水电，核电等电厂的发电量处于可比较的数量级和成为不可忽略的一部分时，光伏并网发电将对现有发电模式和电网的技术、经济、政策和环境效益带来如下问题：（如果光伏并网发电系统采用有蓄电池方案，光伏并网发电的优点和优势将大打折扣。但是为光伏并网发电优化配置的蓄电池系统可以部分解决以下1，2和3点提出的问题。）
1. 负荷峰谷对电网的影响。由于光伏并网发电系统不具备调峰和调频能力，这将对电网的`早峰负荷和晚峰负荷造成冲击。光伏并网发电系统增加的发电能力并不能减少传统旋转机组的拥有量，电网必须为光伏发电系统准备大量的旋转备用机组来解决早峰和晚峰的调峰问题。光伏并网发电系统向电网供电是以机组利用小时数下降为代价的。这当然是发电商所不愿意看到的。
2. 昼夜变化，东西部时差以及季节的变化对电网的影响。由于阳光和负荷出现的周期性，光伏并网发电量的增加并不能减少对电网装机容量的需求。
3. 气象条件的变化。当一个城市的光伏屋顶并网发电达到一定规模时，如果地理气象出现大幅变化，电网将为光伏并网发电系统提供足够的区域性旋转备用机组和无功补偿容量，来控制和调整系统的频率和电压。在这种情况下，电网将以牺牲经济运行方式为代价来保证电网的安全稳定运行。
4. 远距离光伏电能输送。当光伏并网发电远距离输送电力在经济和技术上成为可能时，由于光伏并网发电没有旋转惯量，调速器及励磁系统，它将给交流电网带来新的稳定问题。如果光伏并网发电形成规模采用高压交直流送电，将会给与光伏发电直流输电系统相邻的交流系统带来稳定和经济问题，（专门用于光伏并网发电的输电线路，由于使用效率低，将对荒漠太阳能的利用形成制约。用于借道或者兼顾输送光伏并网发电系统电能的输电线路，由于负荷率低下，显得很不经济。）不论采用高压交流或直流送出，光伏并网发电站都必须配备自动无功调压装置。至于对电网稳定的影响，目前还未见到光伏发电在电网稳定计算中的数学模型（包括电源模型和负荷模型）。光伏并网发电将对电网安全稳定运行有多大的影响目前尚不清楚。
5. 降耗问题；光伏并网发电的一个主要优势是可替代矿物燃料的消耗。由于光伏并网发电增加了发电厂旋转发电机的旋转备用或者是热备用，因此，光伏并网发电的实际降耗比率应该扣除旋转备用或热备用损失的能量。光伏并网发电的降耗效率应该考虑到由于光伏并网发电系统提供的电力导致发电公司机组利用小时数降低带来的效率损失。由于电力系统是作为一个整体来运行的，光伏并网发电向电网输送电力将侵害其他发电商的利益，这是作为政策制定者需要考虑的问题。这是由于电网在考虑安全，稳定和经济运行时，不仅仅只由水电厂担任旋转备用。因此，系统中总的光伏并网发电量所等效的理论降耗标煤量前应该乘以一个小于1的系数，并且等比例的减去旋转备用机组的厂用电损耗。
这里给出一个公式来判断光伏发电实际的降耗作用：
W=[(Wc/Wn)*Wp -（Pc/Pn)Pd）；1
1）W--光伏并网发电实际获得的降耗量（标煤）；
2）Wc--电网火电总发电量；
3）Wn--电网总发电量；
4）Wp--光伏并网发电理论降耗量（标煤）
5）Pc--火电机组总的厂用电损耗（标煤）；
6）Pn--电网中总的厂用电损耗（标煤）；
7）Pd--旋转备用机组的厂用电损耗（标煤）。
6. 环保问题；光伏发电带来的减排效果是否应该只考虑火电排放的二氧化硫和二氧化碳还有待研究，因为当光伏并网发电时，同样电网在考虑电网安全，稳定和经济运行时，往往减少出力的不仅仅是火电厂，而考虑旋转备用时，也不仅仅是水电厂来承担旋转备用的任务（水电厂承当旋转备用任务损失较小）。因此，在考虑光伏并网发电系统的减排贡献时，也应该在理论值前乘以一个小于一的系数。这个结论并不象一些文章中所讲的那么乐观。
7. 顺便指出，风力发电也存在环保生态问题。国外有环保人士指出大型的风力发电站往往建在季风的风道上，这往往是候鸟迁徙的最佳路线。
结束语
光伏发电的优势在于解决离网地区通信，微波等设备的能源动力，分散人口地区的小容量电力消费及为有条件建立光伏屋顶的建筑就地提供电力。未来电网在做发展规划时，对负荷预测应充分考虑离网光伏发电和光伏并网发电对电网的影响和数学模型。离网光伏发电系统可以作为在线有源可变负荷模型来考虑（这里指的是城市中既可由离网的光伏发电系统，也可以由市电网供电的负荷）。光伏并网发电系统如果以110V或220V并网供电时，也可以把光伏并网发电系统考虑为可从负到正变化的有源负荷模型。通过上述分析，光伏并网发电远期定位只能作为电网节能降耗的重要补充手段。如果超出这个战略定位，将造成投资和额外的能源浪费，对减少污染排放量的乐观看法也要大打折扣。
本文仅仅代表作者个人观点。
初稿于昆明，.11.8，
* 太阳能中包含了可见光能，不可见光能，光热辐射能等等。从物理学能量守恒定律来看，只要在同系统中形成差值的物理量都包含着能量。比如，水力发电的水位差，或“落差”；热力发电中的“温差”，风力发电中气流的“压差”等等。
根据半导体物理原理，P-N结整体温度上升，使P-N结呈现负的温度系数。单片太阳电池的电压随温度的上升而下降（见参考资料3，P49，图2-16，图2-19，太阳能电池组件温度对效率的影响；参考资料5，P174）。也就是说温度的变化将引起P-N结内空穴和电子运动，数量及平衡点的变化（见参考资料2，P26）。随着温度的增加，太阳能电池效率下降（见参考资料5，P43-44）。Isc对温度T很敏感，温度还对Voc起主要作用。对于Si温度每增加一度，Voc下降室温值的0.4%，效率也因而降低同样的百分数。例如，一个硅电池在20度时的效率为20%，当温度生到120度时，效率仅为12%（见参考资料4,P36）。
可以猜想，如果P-N结两侧的温差上升，或者P-N结的结温差上升，势必打破空穴和电子对的平衡。结温差的变化是呈现正的还是负的温度系数，以及对太阳能电池IV特性的影响目前尚未见到试验报道。可能存在着一个类似光伏效应的热伏效应--辐射热生伏特效应（当然不一定就是P-N结）。准确的在P-N结上制造一个结温差,或一个较大的温度梯度，在技术上可能是一个非常困难的事情。总之增加“光差”和“结温差”或许是提高光伏发电效率一个有用途径。
** 作者实在无法用中文来表示 “used 能源”的意思，只好用英文来代替了。
参考资料：
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篇6：光伏发电技术经济分析论文
光伏发电技术经济分析论文
摘要：太阳是一项很重要的可再生能源，在现行世界能源与环境危机的大背景下，太阳能的应用价值日益凸显。作为太阳能应用的一项重要技术，光伏发电发展前景十分可观，而我国的光伏产业又面临着前所未有的机遇和选择。文章将结合技术经济理论和方法，从技术、企业、产业和国家这四个不同的方面，对我国的光伏产业进行深入探讨，促使我国的光伏产业向着又好又快的方向稳步前进。
关键词：光伏发电；经济分析；发展预测
太阳能是地球能源的基本来源，因此，如何更好地利用太阳光发电，是人类一直面临的一个棘手的问题。太阳能是一项清洁性、安全性的能源，资源的来源广泛且充足，而且其具有很长的寿命，也不像其他能源那样，需要经常维护。基于这些其他能源不具备的特点，光伏能源被视为21世纪最有利用价值的能源。自上个世纪50年代，太阳能的应用已经从太阳能电池发展到如今太阳能光伏集成建筑等多个不同的领域。纵观全世界的光伏产业，也历经了半个世纪的发展，进入到21世纪之后，我国的光伏产业也渐渐地步入了高速的发展时期。因此，本文将以市场分析为基础，由四个方面来深入探讨技术经济：技术、企业产业、国家。
一、光伏产业的优点
光伏产业是一项绿色又环保的能源，因此被看作是一项战略性的朝阳性产业，各国给予光伏发电的很高的重视程度，并给予大力的扶持，原因如下：
1.《京都议定书》给予各国以压力，迫使各国政府落实积极开发各项清洁型能源，包含太阳能在内，这样有利于减少温室气体的排放。
2.中东是全球的石油主产区，因此，中东地区的政治趋势一直处于一种紧张的状态。为了保证稳定的能源供应，各国政府不得不大力开发国内能源，其中包含太阳能在内。
3.像石油、煤炭这些矿物能源在渐渐枯竭，各国政府不得不积极开发包含太阳能在内的可再生能源，这样才能使能源长期供应。基于以上几个原因，在上世纪末的最后十年，全国光伏发电产业以每年百分之二十的速度高速增长。在新千年以后的三十年中，全球光伏发电产业以每年百分之三十的速度高速增长。光伏能源是可再生能源中一项独具潜力的能源，它的重要性和战略性日益凸显，世界各国积极出台相关政策和法律鼓励光伏产业。自来，世界各国尤其是美、日、德这些西方发达国家逐步推出了大型国家光伏发展计划和太阳能屋顶计划，这在一定程度上推动了世界光伏产业的发展，世界光伏产业是比IT产业发展还快的产业。作为一项可再生清洁能源，在21世纪前半期，光伏发电将发展成最重要的基础能源。
二、光伏发电成本分析
（一）光伏发电成本和影响因素
光伏发电的成本，直接决定了其能否大规模的快速发展，和其在能源供应中的地位。光伏发电的成本主要受两方面因素的影响：光伏发电总成本以及总发电量。光伏发电成本主要是受初始投资的影响，诸如运行维护费、税收等因素则对系统的发电成本影响较小。1.初始投资。光伏电站的初始投资主要包含光伏组件、电缆、配电设备、并网逆变器等成本，在这其中，光伏组件投资的成本就占初始投资的一半以上。2.发电量。光伏发电系统的发电量受两个因素影响：太阳能资源、太阳发电的效率，与此同时，也受运行方式、线路耗损等因素的影响。因此，在中国与建筑结合在一起的光伏发电系统大多安装在东部沿海地区。3.单位电量成本。（也称度电成本）
（二）多种类型的光伏发电系统度电的成本分析
中国光伏发电市场的起步并不早，主要开展了投资补贴、特许权招标等项目，一些技术的经济分析并不能恰当地反映出成本所在，本文主要结合一些典型的运电站数据来分析。
1.聚光光伏电站的单位投资成本是比晶硅光伏要高的，聚光光伏电站度电成本比薄膜光伏电站要低，但仍然比大规模地面晶硅光伏电站要高一些。
2.薄膜光伏电站的单位成本比晶硅光伏电站的成本要低，但它的效率也低，而度电成本比晶硅光伏电站高。
（三）光伏发电系统度电成本的变化趋势
光伏系统的成本包含太阳电池组件、功率控制、组阵系统平衡、间接费用这四个部分。在这其中，组阵系统平衡涵盖了支撑组件的框架和支架、电线、基础土建和土地的使用费等。功率控制分为两个方面，逆变器和电器控制系统。简介费用包含涵盖了工程建设的管理费、工程设计费、建设期中的利息、意外的费用、运费等等。目前，制约光伏发电规模化发展的一大因素就是成本过高。随着电池效率的`提高、组件成本的下降以及寿命的延长，光伏发电的成本和平价上网的水平相近，因此，光伏发电非常具有发电的竞争力。一些国际机构对未来光伏发电的系统度电成本做出了预测：现如今，中国并网光伏的发电单位的初始投资成本大约为15/W，光伏发电装机的容量是3GW。按照中国发电产业现有的发展趋势来看，在技术提升和装备国产化的大前提下，每年的投资成本会有百分之十的下降。按照《可再生能源“十二五”规划》的要求，到年底，中国太阳能光伏发电的装机容量已经达到14GW。预计到年底，太阳能光伏发电的装机容量会达到40GW，到2030年年底，装机容量会达到200GW。根据测算结果来看，20中国光伏发电的单位投资成本也大概是11元/W，20将会下降至10元/W，2030年会出现大幅下降，降至4元/W。太阳电池成本的下降，不仅仅是依靠技术进步，规模化的生产也在一定程度上降低了成本，使得成本有二分之一到三分之一的下降幅度。而系统平衡需要的构建成本也有了明显的下降。目前微电网的发电技术仍处于深入研究的阶段，虽然成本还是很高，但伴随着技术的不断革新和进步，成本也会逐步降低，未来光伏发电技术的前景是巨大的。年前，全球光伏发电的市场还是主要集中于欧盟地区，占到的比例约为百分之四十，2010~2020年，光伏发电在法国、德国、西班牙、意大利等国的地位逐步提升。2020年之后，光伏发电的新兴市场主要是中国、美国、巴西等国，光伏发电技术是重要的可再生能源发电技术。
三、光伏发电发展前景分析
1.多种光伏电池技术争相发展，第一代晶硅电池具有高校、低廉、使用广泛的主要用途，为市场主导。第二代薄膜电池成本低、耗能少，发展前景良好。第三代新型太阳能电池效率高但价格昂贵，目前仍处于探索阶段。
2.光伏微电网发电技术的发展方向是高成本和低稳定性光伏微电网是用光伏发电当作最主要的电源，它可以和其他的储能装置配合，直接在用户负荷周围供电，典型的微电网是可以脱离主网运行的，也可接到主网上运行，这样可以减少配电投资，大大减少了太阳能间歇性对用户带来的影响，这比较适合成本较高的边远山区和对供电有高可靠性的用户使用。
四、发展光伏产业的建议
综上所述，发展我国的光伏产业已经变得刻不容缓了。我国光伏产业的健康稳步发展，是与国家产业政策的宏观调控分不开的，国家各项政策的颁布和落实，将在很大程度上推动我国光伏产业的发展。
1.政府要做好带头作用，设立光伏产业发展的专项经费，更要在资金、电价、税收等方面制定相应的优惠政策，大力扶持。
2.技术上既要自主研发，又要学会技术引进，也可以和国内研究共同公关，建立健全一套创新的技术体系。
3.要以政府作为主导，多元化投资，建立一套完整的产业链，多方参与、共担风险，以更高的水平进行光伏技术师范建设项目。
4.努力培养国内的光伏市场，制定一套具体的分摊上网电价的实施细则，。5.对光伏产业的发展做出合理的规划。对行业标准的制定要加速，提升光伏产业在未来产业中的竞争力。
五、总结
总而言之，太阳能光伏发电是绿色、环保的可再生能源，光伏发电技术的发展前景非常可观，在2030~2050年间，光顾能源和常规能源在价格上会有真正的竞争力出现，因此，这必将成为我国多能互补能源中非常重要的组成部分。我国的光伏产业需要在市场的规范、设备国产化、提高技术支持、产业链的发展等方面继续努力。只有这样，中国的太阳能光伏产业才能跻身世界前列。
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篇7：光伏信息化管理系统研究论文
光伏信息化管理系统研究论文
摘要：目前，数字化、信息化已经深入各行各业，数字化技术和产品已经在国民生产和人民生活中发挥了重要作用。为了更好地将这些分散的发电系统进行集中管理和调度，提高其利用率，实时监控光伏电站的运行状况变得越来越重要，发电系统的信息化管理也成为必然趋势。光伏信息化管理系统要严格按照光伏电站建设的技术防范，采用高标准的监控系统设计原则，以达到总体建设目标。可以将每一种型号逆变器所在点认为是一个站点，把不同站点的信息进行数据化和统一化，进而优化以及完善电网运行的管理。
关键词：光伏发电；分布式并网发电；信息化系统；数据库
引言
近年来，太阳能技术广泛应用于各行业，太阳能产业得到快速稳定的发展［1］。光伏发电企业在生产中则需要采取先进技术去优化与完善电网的运行管理，进而保障电力用户的安全用电。本文基于日新信息中心（武汉市日新科技有限公司的数据中心）的实际情况，对基于多站点的光伏信息化管理系统进行研发设计。
1信息中心的系统拓扑结构及规划
日新信息中心的需求功能主要体现在数据的采集、存储与展示上，同时也能为下一步的信息化综合管理、系统诊断与智能调度提供统一的数据平台与支撑。该系统的拓扑结构图如图1所示。按照日新科技现在的情况，武汉国际博览中心将申请单独的线路和日新信息中心相连通，而日新科技园和日新信息中心有直接的光纤相通，也将建立无线通信。其整体规划如图2所示。
2系统架构
系统总体构架分为4个层次实现：应用层、服务层、设备驱动层、数据层，如图3所示。各层次中，应用层负责与使用者进行交互，将使用者所需数据以直观、合理的方式展现给使用者，并记录使用者的输入信息或操作指令，将其传递给服务层进行处理；服务层负责进行业务的实际处理、数据运算、处理流程的控制；设备驱动层负责与设备进行通信，从设备中获取数据并进行解析后转换成系统能够识别的数据格式，同时还提供逆向处理，即将系统希望发送给设备的信息组织成设备能识别的格式并传送给设备［2］。
2．1监控子系统
本地监控子站系统是对不同类型、不同厂商的设备进行数据采集和解析，并在处理数据后存入数据库；入库的数据可以通过规定的协议向数据中心服务器上传；管理人员可以通过界面来掌握电站和设备的当前运行状况和历史运行数据，包括电站整体的发电量、功率和各设备的运行参数、故障等。
2．2子系统软件架构
本子系统采用C／S结构（客户／服务器）实现。系统整体分为四个主要模块：数据通信模块、数据分析模块、数据展示模块、设备故障报警模块。每个模块功能在系统界面中操作实现，数据通信模块则作为整个系统的后台程序，保持不间断的.运行状态。子系统软件构架如图4所示。数据通信模块针对不同设备的特定通信协议做不同的处理，使得系统能够实现对多种不同设备通信，对智能设备进行数据采集和解析，并能通过规定的协议向数据中心服务器上传数据。其主线流程图如图5所示。数据分析录入模块主要是针对系统采集解析的数据进行相应的分析，作不同的归纳处理，存入数据库相应的数据表中，以便系统其他部分调用［3］。
3区域监控中心
Web系统Web系统必须完成对分散在光伏电站本地系统中的数据进行全面的分析和收集，来实现光伏电站的远程维护和运营管理。这样的整体化方案的架构体系包括三层：数据采集、网络传输、数据存储与应用［4］。系统功能模块如图6所示。
4模块设计
本地监控系统，即在光伏电站本地使用的监控系统。该系统主要完成：对设备数据的采集整理，并入库保存；设置设备参数和控制设备；将数据上传至数据中心；以合适的方式展示实时数据和历史数据；导出电站报表和设备报表等功能［5］。通过本地监控系统，电站维护人员可以很方便地掌握整个电站的运行状况和每台设备的运行状况，并且可以与历史数据进行分析比对［6］。实际模块设计如图7所示。
5系统效果图
系统展示效果。系统最终可以展示日发电量、收益、功率、日照强度、环境温度以及电站的各个设备实时的详细数据信息，如图10所示。
6结语
本文提出了基于多站点的光伏信息化系统研发以及多站点不同逆变器兼容的设计方案，优化以及完善电网运行的管理，可以给分布式光伏发电的运行提供可靠的系统支撑，进而保障电力用户的实时安全用电。后期随着并网的发展，可以引入基于Hadoop的分布式全文检索［7－8］及相关技术，改善数据的索引及使用，进一步实现系统的智能化。
篇8：光伏应用产品设计课程开发研究论文
光伏应用产品设计课程开发研究论文
【摘要】课程是教育教学改革的核心。随着应用技术大学的兴起，开发基于“工作过程系统化”的课程是应用技术大学课程建设的一种趋势。基于工作过程系统化的课程设计教学模式，进行《光伏应用产品设计》课程教学的设计应用，在教学实践过程中，不仅有利于培养学生的动手实践能力，提高学生学习的自主性和积极性，还提高了学生的创新能力和团结合作的能力。本文主要结合《光伏应用产品设计》课程的特点，对基于工作过程系统化的《光伏应用产品设计》进行设计、开发应用。
【关键词】应用技术大学；工作过程系统化；光伏应用产品设计；课程开发
前言
进入21世纪经济、科技与社会的迅猛发展，对人才的需求也有了新的变化。到，我国要形成适应经济发展方式转变和产业结构调整要求，满足经济社会对高素质劳动者和技能型人才的需要。中央在3011月16日提出关于全面深化改革若干重大问题的决定。其中重点提出深化产教融合、校企合作、培养高素质劳动者和技能型人才。因此高校人才培养的模式势必也要进行转变。近年来，随着国家对高层次应用技术人才的强烈需求，相关高校办学定位也进行了转变。为了响应社会的需求以及教育部的号召，一部分高校已经转变应用技术型大学。应用技术型大学为培养应用型本科教育，主要面向生产生活实践，培养大批应用型高级专门人才。从就业方向看应用型本科教育主要培养高科技部门、技术密集产业的高级工程技术应用型人才；培养技术工程师、技术管理人员和技术研究人员等人才；培养生产第一线需要的管理者、组织者，以及职业学校师资等任务。基于工作过程系统化的教学课程设计是适合于应用技术型大学的人才培养模式。基于工作过程系统化，是指通过对具体的工作过程，即为完成一件工作任务并获得工作成果而进行的一个完整的工作程序。基于工作过程系统化的教学课程设计，注重对于工作实践过程的教学应用与设计，在实际教学过程中，将具体的工作任务转化为教学内容、或者是课程设计内容，通过教学课程设计的方式，在实际教学中加以应用，以实现对于学生工作实践能力的培养，提高学生对于课程知识内容的学习效果。《光伏应用产品设计》是我校新能源科学与工程专业开设的专业方向课，它是对光伏知识基础上对所学知识的综合应用。因此本课程更加注重学生动手能力、实践能力，综合应用知识能力的培养。《光伏应用产品设计》应用基于工作过程系统化的教学课程设计方式，不仅有利于提高学生学习热情、积极性、主动性，具有一定的效果，而且对于培养学生自学能力、综合应用能力、团结协作以及专业技能也有着积极的作用与意义，因此本课程采用工作过程系统化教学模式具有良好的教学效果。
1.《光伏应用产品设计》课程特点分析
《光伏应用产品设计》是新能源科学与工程专业光伏技术方向的专业技术课程。本课程是在掌握太阳能光伏基础知识、电路、电子技术以及控制方面的基础上，对光伏系统应用设计的综合应用。具有较强的实践性质，反应学生综合应用知识的能力。根据学生必须掌握的知识能力，依照实际项目案例的形式进行归纳总结，通过对于每个项目的分析，进行相关知识内容的理解和掌握。学生对于知识的学习是通过实际的项目分析设计，对于项目所需的直接知识进行学习掌握。通过本课程的学习，使学生了解太阳能光伏应用产品的种类，系统构成，重点学习太阳能光伏应用产品设计的方法和设计理念。通过理论和实践学习，能够结合实例对太阳能光伏应用产品设计有个系统的掌握，并能够进行实际的产品设计，具有将理论知识和实际应用结合的能力，为从事太阳能产品的相关工作打下较好的基础。使学生了解光伏产品的设计制造过程，对光伏应用型产品开发具有一定的概念，了解在产品开发时所需具备的知识和技能，能够开拓思路，开发出具有市场应用前景的光伏产品。本课程以项目开发为手段，培养学生综合运用知识的能力和设计开发项目的能力。
2.基于工作过程系统化的《光伏应用产品设计》课程设计
基于工作过程系统化的《光伏应用产品设计》课程设计过程中，首先对首先对光伏应用方向进行调研。学校到社会请企业一线的工作人员和相关专业老师进行讨论课程培养目标。企业的专业技术人员根据企业当前和以后要发展的职业技术岗位，然后根据学生的具体情况，参与到课程设计开发过程中。最后在根据调研分析的基础上，总结所需要的光伏产品设计开发的相关岗位，以及完成岗位所需要的能力。首先根据企业岗位，完成岗位工作任务所需要的专业技术技能，根据职业能力的要求进行项目设计。并把设计的项目分解成实际的具体任务。所选择的项目要求有代表性，可操作性，能够体现整个操作流程。根据真实的工作项目，工作流程，让学生完成每一个工作任务，从而学习相应的知识和能力。能够真正的实现在做中学，学中做的教学模式，使学生对于知识内容与综合实践能力进行掌握提升。《光伏应用产品设计》课程设计根据工作过程为导向，对所需要掌握的知识进行整合，设置教学项目，再把项目细分成一个个具体的任务，让学生完成，从而达到掌握相关知识能力的目标。根据光伏产品设计岗位模块设计三个教学项目，即太阳能光伏照明装置的设计、太阳能小产品的.设计以及太阳能光伏电站的开发。其中太阳能光伏照明装置的设计分为太阳能路灯的设计、太阳能草坪灯照明装置、太阳能广告标识照明装置和太阳能杀虫灯四个任务；太阳能光伏应用小产品的设计分为太阳能手机充电器的设计、太阳能手电筒用LED和太阳能自动卷帘窗帘的设计三个任务；太阳能光伏电站的开发分为太空光伏发电站和电动车光伏电站的设计两个任务。项目的选择都是和生产、生活紧密联系，能够充分锻炼学生的动手能力以及综合运用知识的能力，并且能够提高学生的学习兴趣和积极性。
3.成绩考核
《光伏应用产品设计》课程教学采用基于工作系统化的教学模式，因此关于该课程的考核也要按照新的模式进行。由学生以小组为单位自行选择设计某一太阳能光伏应用产品，要求学生围绕太阳能光伏应用，设计出产品并调试成功、写出课程设计报告。小组内进行详细分工，明确各自的任务和目标，并制定阶段性计划和项目整体计划，期间按阶段性计划目标分次检查项目进度。考试成绩构成根据评分标准各项指标，计算总得分，在小组得分的基础上，根据个人在小组中的表现作适当调整后的得分即为每个学生的考试成绩。成绩分配比例为：创新性、合理性5分；难度、复杂性15分；完成情况包括功能完整性、工作量、外观美观50分；开题报告和设计报告20分；平时表现和答辩表现10分；从教学效果来看，新的考核方式与基于工作过程系统化的教学模式非常契合，具有科学性和合理性。此种考核方式能够更加培养学生的思考能力，创新能力、团结合作能力、动手能力、综合运用知识的能力以及写作能力。
结语
基于工作过程系统化的《光伏应用产品设计》课程设计，在进行课程教学实践过程中，能够更好的培养学生的学习兴趣，自主学习的习惯、提高学生学习的积极性；另外对于学生创新能力、思考能力、团结合作的能力、实践能力以及综合运用知识的能力都能够起到很好的作用。因此，基于工作过程系统化的教学模式对应用技术性人才的培养有着积极的作用。为教育教学改革探索出了一条新的实用的道路。
篇9：建筑节能中光伏配电的应用论文
建筑节能中光伏配电的应用论文
摘要
随着国家经济不断发展，建筑行业也得到了长足的发展。但是目前建筑行业公共照明系统存在不足等问题，针对这一问题，明确指出了目前建筑行业的照明系统有待完善，本文主要通过分析建筑行业照明系统出现的问题，提出了相应的解决措施，并指出了光伏配电在建筑节能中的应用，最终得到了光伏配电将会在建筑行业得到广泛应用的结论。
关键词
光伏配电；建筑行业；照明系统；节能应用
1前言
随着建筑行业的兴起，建筑设施的不断增多，造成建筑公共照明的用电量不断加大，对供电造成了极大的负担。另外对建筑行业的照明系统的要求越来越严格，导致地产开发商只注重销售数量，而忽略对物业的管理，另一方面用户追求美观和经济实用性，这就导致住户和地产开发商很难形成统一战线，这就容易造成在许多高档建筑中的照明系统存在一些安全隐患。
2建筑行业照明系统的现状分析
2.1许多建筑缺乏节能措施
国家在颁布的《建筑照明设计标准》，和之前的相关政策相比，做出了较大的变动。明确指出了对建筑的照明系统亮度的要求，但是提高公共照明系统的亮度就意味着要消耗更多的电量。除此之外，建筑面积也在不断地扩大，对用电的需求也在不断地增长，导致建筑照明系统的耗电量增加，对供电造成了一定的负担，目前针对耗电量增长过快的问题，主要是采用提高用户超额使用的电量费和降低建筑行业照明系统的质量这两种方法，但是并不能从本质上解决用电量大等问题，不仅降低了照明系统的亮度，同时也会影响到建筑的使用。随着建筑楼层的不断增加，设施在不断的增多，人均使用面积扩大，照明系统亮度要求的提高以及地产开发商重视销售卖点都对建筑照明系统提出了更高的要求，但同时也存在公共照明系统造价、照明系统的运行的费用也在不断地增长的问题，就导致开发商出现降低管理成本、简化照明系统设计的现象出现，同时还存在建筑施工过程中偷工减料的现象。这都为建筑公共照明系统造成了安全隐患。对于建筑照明系统的耗电问题，最主要的原因还是建筑行业缺乏节能措施。首先若是管理不当，容易造成照明系统变成长明灯。长明灯不仅耗电量大，而且容易产生安全事故，对用户的生命财产安全造成威胁，同时也增加了维修费用。因此，建筑行业缺乏节能措施，容易造成照明系统质量低下、存在安全隐患、增加维修费用，从而加大了管理成本。
2.2新技术得不到广泛推广
在建筑节能中应用光伏配电能够很好地改善建筑照明系统用电量大的问题。光伏配电是一项新兴技术，但是目前光伏配电没有得到广泛的推广。主要是因为光伏配电光伏电力能源价格比较贵，成本高，另外建筑用电与屋顶资源发电的差距较大，容易造成环境污染。因此在建筑节能中光伏配电得不到广泛的应用。
3根据存在的问题而提出的相应解决措施
3.1在建筑公共照明中采取相应的节能措施
（1）需要重视的是长明灯的问题。到目前为止，几乎所有的管理控制技术，都无法实现对建筑照明所使用的灯具系统进行管理。在20世纪出现的各种控制开关曾经被认为是建筑行业照明系统的重要节能措施，但是这种观点并不是完全正确的，这种控制开关，不论是声控还是光控，从一开始在技术上就存在一些缺点，最终所产生的结果是不仅不省电，同时是非常耗电的，另外还存在许多的安全隐患。
（2）对灯具的分析。目前建筑公共照明所采用的灯具主要是低效的白炽灯和三基色图层的荧光灯具这两种。但是这两种灯都不适合用开关控制进行断续点亮，在频繁的开灯和关灯中更容易受到损坏。另外荧光灯也不能满足照明系统节能的需要。然后是对控制开关的分析。控制开关的控制电路都是直流供电，通常情况下电压为5V，电路功耗约为0.1W，而当这电路从220V的交流电上经过串联和整流获得电力，所要消耗的电力是平时的四十倍。要想使得建筑照明系统实现节能，并不是采取一般的节电方法就能解决。目前有许多节能减耗的方法，但都存在这样或是那样的缺点，反而容易造成更多的安全隐患，从而增加管理和维修成本。在建筑中安装照明系统是不可回避的发展趋势，因此，首先是要提高用户的节能省电的意识，其实是在设计建筑照明系统的过程中，注重对灯具、控制开关等一些设备的改善，减少电力的消耗。
3.2广泛推广光伏配电在建筑节能中的应用
要想实现建筑照明系统的节能，最重要的是应用光伏配电的节能照明系统。那么应当如何实现光伏配电在照明系统的节能呢？目前呢大多数人认为在白天避开用电高峰期能够减轻城市中心的供电负荷。但是大功率并网时必须改变供电线路，不能放在原有的线路上，使电线超负荷运载。光伏配电在建筑节能中的应用，不仅实现了建筑公共照明系统的节能的要求，同时也具有实用性。光伏非逆变配电系统作为一个高效率的配电系统，比以前任何的配电系统都具有高效性和实用性，目前通过不断的实践和改进，已经初步实现了光伏配电在建筑照明系统中节省电力又使用的目标。目前在市场上出现的新型直流LED灯在建筑行业的照明系统中具有一定的优点，为公共照明增添了亮点，虽然价格稍微贵一些，但目前已经慢慢地被市场所接受。除此之外要声明一点，光伏配电技术在建筑节能的应用经过了多次实验，对该技术的开发和改造产生了巨大的成本，开发单位有权享有自主知识产权。
4光伏配电在建筑节能中应用的展望
能够实现建筑公共照明系统的节能和实用性，是一个复杂而又庞大的工程项目。在控制开关、光伏路灯、光伏电站、消防应急和LED灯具在光伏配电中应用都存在一定的难度，大多都与高压交流配电有关。交流配电在输变电方面具有明显的优点，但是对于光伏配电系统来说是具有一定难度的。但是目前现代电子技术都是建立在直流发电的基础上的。如果光伏配电采用的是直流供电，照明系统所需要的各种灯具都不用做任何的改进，不仅如此，还能够为整天电路节省10％的电力。直流供电具有一定的安全性能够保证电路的安全运行，同时直流供电能够减少逆变损耗，为LED等灯具的应用创造条件，另外也能够减少控制开关的能源消耗。由此可见，直流供电制度对建筑照明系统存在一定的优势。但是如何建立一个良好的直流供电系统还需要进一步进行研究和实践。在光伏配电中加入直流光伏点，能够在一定程度上解决在点路上出现的问题，为其解决提供了技术性支持。光伏电力在建筑节能中应用主要存在三方面的障碍，分别为经济问题、并网问题和孤岛效应。同时呢非逆变比逆变的并网的造价低，效率高，能够明显的提高在建筑照明系统的经济性。因为现有的电路所采用的是交流配电制度，而对光伏配电的应用造成一定的电力损耗，就必须对电路进行调整。不进行并网就减少了与城市用电的矛盾，那么也不会产生孤岛效应。
因此要想实现光伏电力在建筑节能中的应用，最根本的解决方法就是直流应用。在光伏配电中增加直流供电系统实际上是一个三元供电、二元负载的系统，光伏配电本身所采用的就是直流供电，增加直流供电系统能够在很大程度上减少了能源的.消耗，降低用电量。同时直流供电系统的应用能够降低城市用电装置的功率，减少电路负荷。在经济上也具有实用性，不会对电网造成污染，能够降低电网的电力负荷，同时在应急照明系统中不会产生孤岛效应。
除此之外，非逆变光伏配电与LED等直流灯具所构成的建筑公共照明系统，经过不断地技术改造和实践证明，目前已经趋于成熟。光伏配电在建筑节能中的应用最大的难点在于配电比例的动态调控和蓄电池的效率调控等方面。不仅实现该系统的高效运行，同时还保证了该系统的经济性和实用性。随着建筑行业的不断发展，对建筑公共照明系统的安装也有了相应的标准和国家政策，同时高层建筑对照明系统的要求也越来越高。为了保证城市的发展，不论各式各样各种性质的建筑，都应设有一套安全高效节能的照明系统。而光伏配电在建筑照明系统的应用，既能减少照明系统对电力的能源消耗，不仅具有经济性，同时在性能上也具有相对的优越性。而且目前光伏配电在建筑节能中的应用产生了可观的效果，由此可见，在不久的将来能够得到广泛推广。
5结束语
随着经济的不断发展和技术的不断进步，光伏发电已经成为人类开发电力的主要方法之一。在建筑行业中传统的照明系统在很大程度上电力的消耗，能源利用效率低下，不仅没有实现建筑行业照明系统的亮度和质量，相反的却加大了对电力的消耗。而光伏配电在建筑照明系统中的应用，在很大程度上弥补了这一缺点。光伏发电不仅有效解决了消耗大的问题，同时也具有一定的经济性，也能够提高光伏配电在照明系统中的工作效率和质量，满足了建筑行业节能的要求，有效地降低了建筑物的能源消耗，同时也能够提高照明系统的亮度和建筑物的质量。
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篇10：太阳能光伏发电控制技术分析论文
前言
全球气候变暖，传统燃料日渐枯竭，世界范围内有近20亿人无法得到能源保障，在这种情况下，人们将目光放在可再生能源方面，期望利用可再生能源彻底改变人类多年以来的能源结构，实现可持续发展。在诸多可再生能源当中，太阳能凭借其独有特点，逐渐成为全球关注焦点。太阳能可谓取之不尽用之不竭，且成本低廉、不会造成污染，是一种可自由利用的可再生能源。目前，全球各国、地区都在大力提高太阳能发电系统建设规模，开发并生产出各类不同的设施与产品，我国在这一方面也取得了明显成效。
1、光伏发电基本原理
对于光伏发电系统，它主要由以下几部分构成：①光伏电池方阵：光伏电池可将光能转换为直流电，在系统中属基本单元。金属支架上通过导线相连的若干光伏电池及组成方阵，利用方阵提供必需的电流及电压。②控制器：负责对系统的输入功率与输出功率进行分配和调节，也能调整蓄电池电压。③逆变器：实现直流电向交流电的转换。因光伏电池与蓄电池均属直流电源，所以在交流负载情况下，需采用逆变器进行变换，以提供交流电流。④蓄电池组：因日照具有不恒定性，所以在系统中需要用到蓄电池来调节或存储电能。蓄电池能将直流电能转换成化学能进行存储，在需要时通过转换释放[1]。光伏发电系统主要有以下三类：①独立系统：将光能直接转换成电能，和公共电网没有连接；②并网系统：在转换形成电能后和交流电网相连；③混合系统：是指兼有至少两种能源的系统。
2、光伏发电控制要求
光伏发电的控制实际上是对充电器与逆变器进行控制。因并网和独立系统有相同的基本功能，故能将其视作一个主要对象来研究相应的控制技术。从独立系统的角度讲，它的技术性能有：光伏电池额定功率、选电池额定容量、逆变器输出电压、频率范围与电流总谐波畸变率、系统总效率。系统中，光伏电池处在浮充放电的状态。有日照时，光伏电池方阵开始为蓄电池充电，并为负载提供电能，无日照时蓄电池为负载提供电能。基于此，对蓄电池而言，其自放电应较小，且应具有较高的深放电能力与充电效率。此外，充放电控制需要考虑各项保护功能，如反向放电保护与短路保护等[2]。并网系统控制难点为怎样使光伏电池以最大的功率持续输出，并实现对低谐波失真输出电流的同步控制。可见，这是一项需要对诸多影响因素进行综合考虑的技术。并网系统中，应确保发电和电压有相同的幅值、频率及相位，同时发电与电网之间的功率可以实现双向调节，由此就涉及到一系列技术问题，如大功率变换和功率因数校正。
3、光伏发电控制技术
3.1最大功率点跟踪
日照强度及环境温度对光伏电池正常工作有直接影响，使输出功率产生波动，所以可将光伏电池视作一种存在较大波动范围的电源。电池的输出电压和电流为非线性关系，当日照强度和环境温度发生变化时，电池输出功率也将变化，对此，应以电池电能为依据，对输出功率进行自动调整，确保输出功率能和负载良好匹配，提高功率转换效率。若能确定最大功率点，则对提高方阵实际利用率是有很大帮助的[3]。对光伏方阵而言，其最大功率点的跟踪采用以下基本原理：对光伏方阵实际输出功率进行检测，通过对比确定达到最大功率时的工作电压。现阶段的常用控制算法包括：CVT，即有恒压跟踪法；扰动观察法；自适应算法；增量电导法等。
3.2储能与充放电控制
系统的控制器需要对最大输出功率进行跟踪，确保系统始终以最大功率进行输出，避免蓄电池深度放电与过充电，同时使蓄电池进入最佳使用状态。系统充电控制模块使用性能主要受电压外环检测精确度影响。普通电压检测对充电时的蓄电池进行持续检测。如果蓄电池端电压超过限定值，则蓄电池充满，随机停止充电。蓄电池在充电时其端电压可以达到限定值，而在停止充电之后，端电压将开始下降，事实上并没有完全充足。可见，该方法不能满足充电特性，无法发挥整体效能，还会缩短电池使用寿命。通过对离线检测技术的应用，能使一个光伏电池对若干蓄电池实施轮换充电，各蓄电池端电压可以有充足的时间进行恢复，确保实测电压可以准确反映出蓄电池的实际容量[4]。基于原电路完成放电自锁过程，同时增加相应的下限自锁电路。对于放电自锁，指的是负载不再受到蓄电池的放电，对深度放电予以有效抑制，延长蓄电池使用寿命。在自锁电路当中，配置集成放大电路，凭借正反馈基本特性，若电路中收到从比较电路中发出的信号，则输出端的实际电位将保持不变，即被锁定，能使放电开关为关闭，与负载切断。在蓄电池被充满以后，电路的输入端将被触发，随即退出正反馈，使输出端电位改变，打开放电开关，使负载开始得电[5]。
3.3并网控制
当系统要并入公共电网时，系统输出的电压及频率除了要和电网保持一致，相位也应与电网完全一致，实现同步。为达到同步，就要用到逆变器。利用并网系统后，光伏电池产生的功率能顺利转换成市电，同时和公共电网实现并入。在这种情况下，借助逆变器，可减小因为馈入电流而产生的谐波。对于馈入电网，其谐波失真应尽可能的低，同时要做好输出电流和功率转换的控制，可见这是一个十分复杂的'问题。并网系统的逆变器主要采用双环控制，对外环电压环，其将在理想情况下的正弦波为依据和参考，比对参考与输出电压，取其为调节装置的输入值，同时考虑电压前馈。在这种情况下，通过对同步锁相控制的合理应用，来确定最佳的控制策略。因逆变器和公共电网之间直接并网，所以要有完善有效的保护措施。如果公共电网断电，且逆变器继续发电，则会产低碳技术生孤岛效应，当负载发生变化时，会使逆变器受损。因逆变器连续进行供电，会使与之并网的公共电网始终处在上电的状态，危及维修人员，所以逆变器还应实现自动侦测，同时一旦产生孤岛效应，可立即和公共电网脱离，起到保护设备与人员的作用[6]。孤岛侦测是指对系统实际输出电压由于公共电网失效而产生的变化进行侦测，通常可分成两类，即为主动式与被动式。对于被动式检测，它将电网状态信息作为依据；而主动式检测是指采用电力转换器形成干扰信号，对公共电网是否因此受到干扰进行观测，并以此为判断的主要依据。如果光伏系统实际供电量和公共电网中各负载实际需求量可以达到平衡，且配电开关跳闸，则并网系统周围公共电网上的频率和电压改变无法被检测，因此依然会产生孤岛。尽管这种现象的发生概率不高，但也应进行预防。针对这种情况，可采用并网电流变动等方法予以检测。另外，并网系统可能为满足应用要求需要和其它系统进行结合。任何一种控制技术的应用目的都在于保证转换效率，提高系统综合性能与使用效率。
4、结束语
太阳能光伏发电是目前最具前景的新能源技术，系统控制作为为系统提供必要服务的关键技术，它将随着光伏技术发展而更新、完善。找到正确、有效的控制策略能使光伏系统正常工作，发挥应有的作用与效果。
参考文献
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[5]王平.光伏发电LED照明的最大功率跟踪及控制技术研究[J].光机电信息，，26（11）：30~35.
[6]张志强，马琴，程大章.太阳能光伏发电系统中的控制技术研究[J].低压电器，（12）：55~58+62.
篇11：太阳能光伏并网发电施工技术解析论文
太阳能光伏并网发电施工技术解析论文
摘要：近些年，太阳能光伏并网发电技术得到了较快发展，对于缓解日益紧张的能源危机具有非常重要的意义。太阳能光伏并网发电技术的主要特点是绿色、环保、安全，不会对环境造成破坏。为了更好的促进太阳能光伏并网发电技术的发展，文章针对施工过程中的技术控制要点进行研究，具有一定的参考价值。
关键词：太阳能；光伏发电；并网；技术
近年来，随着社会的迅速发展，国家对电力的需求量也在逐年增加，对以化石为能源的发电类企业的环境监管离地日益增高，这使得太阳能、风能等清洁、绿色能源受到了广泛的认可与关注。当前，太阳能光伏发电技术已日趋成熟，能够实现经济与高效运行目标，有利于推动国家经济的迅速发展，并且还能够满足社会能源消耗需求，这使得光伏发电并网及其相关技术的发展成为人们高度关注的对象。
1.光伏发电控制系统概述
光伏发电控制系统是根据太阳能自身特性，发生伏特反应，将太阳能电池板发出的电能通过控制器转换、存储器储存、电缆传输等环节，转变成能分配的电能。光伏发电是通过太阳电池板把太阳能直接转换为直流电能的一类发电方式，所以，光伏发电控制系统即为直接把太阳能变成电能的一款发电系统。目前光伏发电控制系统由下面几模块组成：光伏电池板（光电转换器件）、控制器（电能转换）、储存器（存储多余能量）、上位机监控（控制显示面板）等。
并网式光伏发电控制系统即把光伏发电系统与电力系统相联系的一个发电系统，把阳光福射得到的直流电直接转变为标准的网侧交流电，也就是把光伏发电系统与电力网通过并网逆变器连接到一起，再分配该系统生产的电量，既可向本地负载提供电能，也可进斤相关的电为调峰等。该系统为电为系统提供了有功与无功功率，为电力网的主要组成模块。目前，并网型光伏发电是全球光伏发电的主流，也是光伏发电的一个首选。通常由w下几部分组成：太阳能电池板、直流变换器、并网逆变器、锁相环与负载等。其中并网逆变器是系统的关键部件。全球主要的光伏系统生产企业均拥有各自的光伏逆变技术产品，他们的并网逆变器在电路拓扑、控制方法上各自具有不同的特点。
2.并网光伏发电系统的优势
①能够利用清洁干净的、可再生的自然能源太阳能发电，不会耗用不可再生的且资源有限的含碳化石能源。在实际使用过程中，也不会产生温室气体与污染物，能够较好的保护生态环境，满足经济社会持续、和谐发展需求。②所发电能馈入电网，以电能为储能装置，节省了蓄电池，相比于独立的太阳能光伏系统，可节省大约35～45%的建设投资，大大降低了发电成本。同时，由于其省去了蓄电池，还可提升系统的平均无故障时间与蓄电池的二次污染。③分布式安装，就近就地分散供电，灵活的进入、退出电网，可有效增强电力系统抵御灾害的能力，改善电力系统自身的负荷平衡状况，降低线路损耗。④可发挥调峰效用。就目前情况来看，联网太阳能是世界上个发达国家在光伏应用领域中竞争发展的关键，是世界太阳能光伏发电的主要发展趋势，市场较大，发展前景十分可观。
3.光伏l电并网及关键技术
3.1光伏并网发电系统中的关键技术
3.1.1最大功率点跟踪技术
通过运用最大功率点跟踪技术，可明确光伏并网发电系统所在的环境，分析环境中的温度、光照等对并网造成的影响，并且还可绘制光伏并网发电系统的特性曲线，然后在依据曲线的变化状况，对并网光伏发电的最大功率点进行相应的跟踪。同时，最大功率点跟踪技术与光伏并网发电系统自身的运行效率之间存在直接的关联，例如常用的两种跟踪方法：（1）扰动观察法，在光伏并网发电时，通过设计小型扰动，可比对扰动前后的并网情况，获得最大功率点位置，并网扰动方式可控制输出电压，利用电压差，还可形成扰动，以跟踪功率状态。（2）电导增量法，瞬间电导数据与变化量是此类方法运用的决定性因素，其能够通过分析光伏列阵的曲线变化情况，获得曲线的单峰值，并由此判断出光伏并网是否处于最大值发电状态。
3.1.2并网逆变器控制技术
并网逆变器可确保光伏并网发电系统的灵活性，进而使得工程的多样化需求得以满足，为太阳能始终处于最佳的转换状态提供保障。同时，逆变器还可控制光伏并网发电系统的工作模式，为电流提供直接或间接控制的方法。近年来，随着科学的迅速发展，间接与直接控制不断融合发展，较好的发挥了间接、直接电流的控制效果，弥补了双方的缺陷，融合之后的并网逆变器控制能够实时跟踪电流变化情况，以保证电流的稳定性。
并网逆变器控制重点技术主要包括：（1）数字控制技术，该技术是并网逆变器控制技术的重要基础，是一种热电技术。（2）PID控制技术，其主要是采用全量、增量的.方法支持逆变器的运行，此类技术相对成熟。（3）重复+PI混合控制技术，此类技术具有复合的特征，能够以复合的方式控制逆变器的运行，从而确保逆变器的稳定性。
3.2分布式电源并网技术的接入方案
DER并网技术接入配电网之后，需要对DER并网技术的容量与配电网之间的匹配程度进行全面的考虑，例如当DER并网技术容量小于250kVA时，将其接入380V或400V的配电网中，通过匹配DER并网技术容量与配电网，能够设计出科学的接入方案，接人时通常采用联络线的连接方法，DER并网技术连接配电网的变电所或是接入附近的配电网内。同时，其还能够设计并网保护，DER并网技术一般采用孤岛保护方式，孤岛装置提供主动式与被动式保护，能够为光伏并网系统的安全性提供保障。当并网逆变器监测出危险之后，往往会自动切断分布式光伏发电，以保护人员的安全，逆变器的电压可由配电网提供。
4.光伏发电并网系统的应用
4.1工程简介
某光伏发电并网系统项目由一公司承建，主要建于公司大楼三楼楼顶上。光伏系统总设计峰值功率为3360Wp，与公司电网并接，当电网断电时，可独立给公司负载供电，还可为展示台液晶电视供电。电池板均采用6mm钢化超白玻璃+E-VA+电池片+EVA+6mm钢化超白玻璃双玻光伏组件。投入运行之后，一直处于安全可靠、发电稳定、并网良好的状态，并且满足项目设计标准。根据项目所处地理位置及气象气候条件，并且通过相应的计算，确定太阳能电池板应当摆放在正向朝南方向，当倾角处于25-30°范围时，能够接受到的太阳辐射最多，发电量最大，为方便工程施工以及太阳能电池支架的制作，选取倾角270，光伏安装面积130m2。
4.2光伏发电并网系统
4.2.1电气设备系统
此项目电气设备系统主要由太阳能电池方阵、蓄电池组、双向逆变器、并网逆变器和控制设备组成。
4.2.2光伏系统工作原理
光伏电池7块串联，通过二极管集线箱将12组并联组成一组输出给逆变器。逆变器逆变的交流电与公司电网并接，中间连接双向逆变器加蓄电池组储电，以便市电停电时切换至蓄电池组，然后供电给负载。当太阳能电池正常发电时，首先通过双向逆变器向蓄电池组充电。当蓄电池组处于充满电状态时，太阳能电池发出的电直接逆变至电网。当市电停电时，失压脱扣器脱扣，失压脱扣器脱扣之后，发送信息至双向逆变器，双向逆变器逆变启动，蓄电池组投入使用，供电给负载使用。
4.2.3数显监控系统
该项目监控系统主要涉及以下设备：辐射照度仪、温度计、风速计、控制器、调制调解器、终端控制（显示）设备、数据缆线等。同事，其还可通过电脑等相关终端的显示，实现实时监控相关数据的目的。通过程序转换相关的界面，可轻易转换终端（电脑、电视等）所显示的界面，并且还能够在界面中显示例如系统温度、直流电压、直流电流、直流功率、交流电压、交流电流、交流功率、日发电量、总发电量、气象数据等信息，从而体现出系统真实运行效果。
5.光伏发电并网系统发展前景
近年来，随着科学技术的迅速发展，我国在光伏发电并网系统方面已经研发出了一些新型技术，在光伏发电并网系统的控制与切换方面依旧需要继续、深入研究分析。为了提升光伏发电并网系统的工作效率，必须全面掌握光伏发电并网系统的控制，并且还需妥善解决并网光伏发电系统的切换问题，以确保光伏发电并网系统能够大规模的运用于普通用户。光伏发电并网系统是太阳能发电的应用系统，具有太阳能发电系统的所有优势，但其还具备价格贵、投资高、发电量受气候变化影响等方面的缺陷，是现阶段并网光伏发电系统运行存在的主要问题，但随着日后科技的不断M步，并网光伏发电系统必将成为全民的发电系统。
6.结语
综上所述，光伏并网发电系统目前正向成熟化方向发展，并且逐渐成为电网系统的重要组成部分。在运用光伏并网发电系统的关键技术时，需要依据系统设计进行一定的规划设计，以避免其对并网运行效率的影响，并且还需落实相应的安全保护技术，避免光伏并网发电系统运行风险事故的发生。
篇12：光伏发电方法的进展探析论文
光伏发电方法的进展探析论文
硅基太阳电池技术
硅基太阳电池是目前商业化最成熟的太阳电池。根据硅的晶体结构,硅基太阳电池可以分为晶体硅和非晶硅电池。其中晶体硅又可以分为单晶硅和多晶硅两种,单晶硅电池转换效率高,稳定性好,但成本较高;多晶硅电池效率略低于单晶硅电池,但具有高性价比,已经取代单晶硅成为最主要的光伏材料。原料硅片的成本约占晶硅电池组件总成本的50%以上,减少硅材料的用量有望有效降低生产成本,因此除了高效化,薄膜化也是晶硅太阳电池发展的方向,区别于传统硅太阳电池的薄膜硅太阳电池得到了大家的关注。目前多晶硅薄膜电池效率达到10%,非晶硅薄膜电池制作的能耗低、工序简单、成本低、适合工业化大面积生产。
1晶体硅太阳电池
晶体硅电池的结构设计和工艺技术的发展都是围绕着提高电子的收集率和增大入射光的利用率来展开的,并表现在晶体硅电池制备过程中的各种技术的利用上。
(1)去除损伤层
硅片在切割过程中会产生大量的表面缺陷,导致表面的质量较差和电池制造过程碎片增多,还会导致电池工作时表面复合几率增大,因此在电池制备前必须将切割损伤层去除,一般采用酸或碱腐蚀,腐蚀的厚度一般约10μm。
(2)制绒
制绒就是把相对光滑的硅片表面通过酸或碱腐蚀,使硅片表面变得凹凸不平增加受光面积并对光产生漫反射,这样可以减少直射损失提高太阳光的利用效率。计算表明金字塔形角锥体的受光面积可比光滑平板增加1.732倍。单晶硅具有各向异性的碱腐蚀特性,可以采用氢氧化钠和乙醇的混合碱溶液腐蚀单晶硅表面,形成无数的金字塔结构,利用制绒工艺通常能够将单晶硅表面的反射率降到10%以下。对于多晶硅来说,由于材料缺乏各向异性,因此表面制绒比较复杂,目前有机械刻槽法、反应离子刻蚀、酸法腐蚀等,多晶硅的制绒工艺仍是国内外研究的热点。
(3)扩散制结
扩散的目的在于形成PN结。由于硅基太阳电池的原料硅片采用P型硅,扩散制结一般采取三氯氧磷气体携带源方式用磷做N型掺杂,采用磷扩散可以实现高浓度掺杂,有利于降低电池的串联电阻从而提高其填充因子,这个工艺的特点是生产效率高,有利于降低成本。大型的生产厂家一般用20.32cm(8英吋)扩散炉进行硅片的扩散、采用大口径石英管恒温区长,可以提高扩散薄层电阻均匀性。目前扩散炉的石英管口径达270mm。除了均匀扩散制结工艺外,选择性扩散制结工艺也是一种重要的产业化生产技术,这种技术采用在栅线下进行扩散的方式,不仅能保证低的接触电阻和好的填充因子,而且能够减小接触造成的前表面复合损失。
(4)边缘刻蚀
在扩散制结过程中硅片的周边表面也会形成了扩散层,这种扩散层将导致上下电极短路,由于任何微小的局部短路都会使电池并联电阻下降,因此必须干净地除去硅片周边表面的扩散层,目前工业化生产常用等离子刻蚀去除硅片周边表面的扩散层。
(5)沉积减反射膜
为了使硅基太阳电池更有效地获得太阳光辐射,表面都要制备一层减反射膜,减少表面的反射损失。目前常用的减反射膜有TiO2,SiO2和SiN及其组合,在商业化生产中SiN减反射膜一般都采用等离子增强化学气相沉积(PECVD)技术制作,这种方法利用SiH4与NH3反应在硅片表面沉积一层厚约75nm的SiN,反射率可以降低到3%以下。由于沉积中生成的原子氢,可以很好的钝化硅表面悬挂键,因此PECVD还能起到很好的钝化效果从而可以提高载流子迁移率,而且SiN层具有良好的绝缘性和致密性,可以阻止杂质原子,特别是Na原子渗透进入电池基体。PECVD沉积减反射膜技术的采用大大提高了多晶硅电池的光电转换效率,是多晶硅电池商业化生产的关键性技术,目前多晶硅电池的产量已经超过单晶硅电池。
(6)制备电极
电极的制备不仅决定了发射区的结构,而且也决定了电池的串联电阻和电池表面被金属覆盖的面积,因此是硅基太阳电池生产过程中的`一个重要步骤。目前,硅基太阳电池的电极制备普遍采用丝网印刷法,所用的丝网细栅线为110~150μm,主栅为1.5~2.0mm,由于电极的存在有遮光的效果导致太阳电池效率降低的损失在8%左右,因此如何进一步减小电极宽度是当前研究的热点。
通过攻关制备工艺流程中的某些环节,制备出许多高效的太阳电池。例如新南威尔士大学的钝化发射区背局部扩散(PERL)电池[1],斯坦福大学的背面点接触(PCC)电池以及弗朗霍夫研究所的局域化背表面场(LBSF)电池等都是单晶硅高效电池的典型代表。在钝化发射区(PESC)电池和钝化发射区背表面(PERC)电池基础上研发出来的PERL电池(结构如图1)目前保持着单晶硅电池效率的最高纪录。PERL电池采用背面点接触来代替PESC电池的整个背面铝合金接触,并在背面接触点下增加了一个浓硼扩散层,可以减小金属接触电阻,与PERC电池相比由于硼扩散层减小了有效表面复合,接触点间距可以从2mm减小到250μm,接触孔径从200μm减小到10μm而不增加背表面的复合,从而大大减小了电池的串联电阻。4cm2大小的PERL电池在AM1.5光照条件下,转换效率达到25%[1]。PERL电池的另一个特点是具有极好的陷光效应:PERL电池具有一种倒金字塔和背反射器(铝层覆盖的背SiO2层)组合而成的陷光结构,光在电池内部往返多次大大增加了传输路径,尤其对于弱吸收光有利。无锡尚德的PERL电池已经实现了量产,开发的PlutoTM(冥王星)太阳电池片效率突破性地提高到了19%,HiPerforma单晶组件转换效率超过16%[16]。PCC电池和LBSF电池结构与PERL电池类似,也采用TCA氧化层钝化和倒金字塔结构,不过5μm接触孔径的金属电极成点状设计在电池的背面,基区也做成同样的形状,这样减小了背面复合,取得22.3%的转换效率。LBSF电池采用局部铝扩散来制作表面接触,2cm×2cm电池效率达到23.3%。
在高效多晶硅太阳电池的研究中,一般认为材料中的各种缺陷,如晶界、位错、微缺陷,和材料中的杂质碳和氧,以及工艺过程中玷污的过渡族金属是电池转换效率较低的关键原因,因此研究铸造多晶硅中缺陷和杂质规律,以及采用合适的吸杂、钝化工艺是进一步提高多晶硅电池效率的关键,另外寻找合适的铸造多晶硅表面织构化方法也是目前低成本制备高效率电池的重要工艺。在这些方面,弗朗霍夫研究所、乔治亚理工学院、新南威尔士大学以及Kysera公司的工作具有一定的代表性。弗朗霍夫研究所实验室制备的多晶硅太阳电池的转换效率保持最高纪录20.4%[3]。乔治亚理工学院使用电阻率0.65(Ωcm),厚度280μm多晶硅片制作电池,n+发射区的形成和磷吸杂结合,并加双层减反射膜,1cm2电池的效率达到18.6%。新南威尔士大学采用类似PERL电池的工艺,但是前表面织构化不是倒金字塔,而是用光刻和腐蚀工艺制备的蜂窝结构,在AM1.5条件下测试1cm2电池的效率达到了19.8%。日本Kysera公司采用体钝化和表面钝化技术,PECVD/SiN膜既作减反射膜,又作为体钝化措施,表面织构化采用反应性粒子刻边技术,15cm×15cm大面积多晶硅电池效率达17.7%,目前日本正计划实现这种电池的产业化。
2薄膜硅太阳电池
薄膜硅太阳电池的特征是相对薄(厚度小于100μm)的活性层沉积或附在无活性的支持衬底上,与传统的300μm厚硅片或硅带构成的硅太阳电池相比,薄膜硅太阳电池制作的能耗低成本低,也是很有发展前景的太阳电池之一。多晶硅薄膜太阳电池的制备工艺可分为高温技术路线和低温技术路线。其中高温技术路线以快速热化学气相沉积(RTCVD)、常压化学气相沉积(APCVD)为代表,制备过程中温度高于600℃,衬底材料要求高,但制备工艺简单;弗朗霍夫研究所使用SiO2和SiN包覆陶瓷或SiC包覆石墨为衬底,用RTCVD技术沉积多晶硅薄膜,硅膜经过区熔再结晶后制备电池,两种衬底上制得的电池效率分别达到9.3%和11%。低温技术路线以PECVD为代表,整个加工工艺温度低于600℃,可用廉价玻璃作衬底因此适合大面积制作,但制备工艺较复杂;日本Kaneka公司采用PECVD技术在550℃以下和玻璃衬底上制备出具有PIN结构的多晶硅薄膜电池,效率达到10%。
非晶硅薄膜太阳电池在弱光照射条件下,如早晨、傍晚或者阳光受到一些遮挡,也能有一定的稳定电力输出,而且温度系数小,受温度的影响比晶体硅太阳电池要小得多。典型的非晶硅电池采用PIN和NIP异质结结构,市场上的非晶硅电池大部分是转换效率比较高的多结电池。在最近几十年中,非晶硅太阳电池的技术进步主要表现在材料性能和新制备技术的改进上,例如为了提高非晶硅太阳电池的初始效率和光照条件下的稳定性,新工艺如化学退火法、脉冲氖灯光照法、氢稀释法、交替淀积与氢处理法、掺氟、本征层掺痕量硼法等在材料性能的改进中发挥了很重要作用。非晶硅薄膜电池制备需要沉积的a-Si,早期都采用射频PECVD,但是优质的a-Si合金可用甚高频PECVD技术和微波PECVD技术沉积,在a-Si:H的最佳分解条件下大面积低温沉积的商业生产技术研究受到了关注。目前,瑞士OerlikenSolar研制的非晶硅单结光伏电池稳定转换效率已经突破10%[5],这个最新的纪录可以说是非晶硅光伏技术发展的里程碑。
化合物太阳电池技术
与元素半导体硅相比,化合物半导体的种类更多,以CdTe和CuInGaSe2(简称CIGS)为代表的一些化合物半导体能隙宽度易在较大范围内调节,可实现与太阳光谱很好的匹配,扩展光谱响应范围获得更高转换效率。图2是一些化合物太阳电池的理论转换效率[17]。
1CdTe电池
CdTe电池的光电转换效率理论上可达30%,采用CdTe电池发电设备投资成本可实现每峰瓦0.87美元,在价格、稳定性和效率等几个方面都有不少优势。不过Cd是一种重金属,有一定的毒性,曾被认为是大规模发展CdTe光伏技术的一大障碍,但后来的有关研究结果表明,与晶体硅电池以及煤、石油相比,在产生同样多电量的情况下,CdTe电池排放的Cd和其他重金属量是最低的。CdTe电池的研发工作主要围绕电池的关键区域如CdTe/CdS接点处、背接触层的改进。1982年,Kodak实验室用窄间隔升华法制备出效率超过10%的CdTe电池;1993年南佛罗里达大学在硼硅玻璃上沉积CdTe,使效率达到了15.8%;美国NREL通过预先在硼硅玻璃上沉积CdSnO4层,使效率达到16.5%,这是当前CdTe电池的最高效率纪录[12]。目前,美国BPSolar,FirstSolar和德国ANTECSolar都在积极进行组织CdTe电池组件的工业化生产,其中FirstSolar上目前全球最大的CdTe太阳电池制造商,20FirstSolar的CdTe太阳电池的产能已超过1GW。
2CIGS电池
CIGS电池也是一种很有发展前景的化合物半导体光伏元件。在CIGS中由于CuySe(y<2)的存在而引起的晶化机制大大改善了CIGS薄膜的质量;工艺中从玻璃衬底或含钠预置层掺入钠,可以大大提高电池的转换效率和可靠性,也增加了工艺的包容度;用Ga部分取代早期纯CuInSe2里的In,吸收层的能隙可以从1.04eV增加到1.1~1.2eV,这样可以更好地与太阳光谱匹配,同时电学性质也更优;另外CIGS的背电极改由化学浴沉积的50nm厚缓冲层与高电导ZnO窗口层组成。由于这些技术的成功应用,CIGS的转换效率不断提高,4月德国ZSW生产的CIGS的转换效率达到了20.1%,突破了NREL保持了的纪录,同年8月又达到20.3%[10],再次创造了CIGS转换效率的最新效率纪录。
无Cd缓冲层生产线的开发,是CIGS技术发展的一个主要目标[18]。目前,In2S3,ZnS和Zn1-xMgxO及其衍生物,可以通过化学浴沉积(CBD),离子层气体反应(ILGAR)和超声喷雾热裂解(USP)等方法沉积得到,都被认为是最有潜力的缓冲层材料,并且CBD-ZnS,CBD-In2S3和IL-GAR-In2S3已进入工业化生产。CIGS的另一个研究方向是发展柔性衬底,如不锈钢和聚合物等,在小面积聚合物衬底上制备的CIGS电池最高效率达到12.8%,在金属箔和聚合物薄膜上卷对卷沉积技术已进入示范生产阶段。在产业化上,面积为20~90cm2的小型CIGS组件已经取得14%~15%的效率,其工艺可以为大面积商业型组件生产所使用。目前全球有30多家公司置身于CIGS产业,但真正进入市场开发的有德国Wuerth、Surlfulcell,美国GlobalSolarEnergy,日本Honda、ShowaSolarShell。
其他太阳电池技术
染料敏化太阳电池(DSSC)是基于光电化学系统光电转换原理的一类薄膜太阳电池,通常由导电基底、半导体薄膜、染料敏化剂、电解质和对电极组成并组装成三明治结构。1991年Gratzel用纳米多孔TiO2电极代替传统的平板电极,DSSC取得了突破性进展,DSSC电池的最高效率已达到11%,接近商业化的非晶硅太阳电池,而制作成本仅为硅太阳电池的1/5~1/10,有望发展成为一种低成本高效率的太阳电池产品。目前已有包括STI和Toyota/IMRA等在内的多家厂商取得了DSSC电池设计和生产的专利授权,研制大面积电池是DSSC主要的研究方向。澳大利亚STA公司在20建立了世界上第一个中试规模的DSSC工厂和200m2DSSC显示屋顶;日本夏普、日立、富士等公司在产业化研究上取得了很好的成绩;中科院等离子体物理研究所建成了500W的DSSC示范电站。今后DSSC技术发展的课题,是通过新型非钌染料、稳定电解质、优化电池结构等各项关键技术的攻关,提升电池效率和寿命。有机太阳电池是另一类新型太阳电池,与化合物电池、普通硅太阳电池相比更轻薄灵活,而且成本低廉,但是目前研制的器件转化效率不高,使用寿命偏短,尚处于实验室研发攻关阶段,还不能满足市场化的要求。
太阳能光伏发电的利用
目前光伏技术步入大规模发电阶段,光伏发电利用的重点是并网发电,把光伏发电发展成为电力生产的组成部分。并网光伏发电可以采用光伏建筑一体化的技术方案,也可以在荒漠建设大规模的并网光伏电站。光伏建筑一体化将电池方阵安装在建筑的屋顶或者围护结构的其他外表上,电池方阵可以提供用户建筑用电,减少电网供电的压力;大规模荒漠并网光伏电站就是在太阳能资源丰富的沙漠和戈壁地带建设兆瓦级甚至吉瓦级的并网光伏电站,可以作为一种主力电源。
未来,我国的并网光伏系统仍然将以硅基太阳电池为主,目标是发展高效硅基太阳电池,不断加强新型廉价太阳电池的开发,组织太阳电池的材料、结构、稳定性等方面的技术攻关,不断提高光伏发电的装机容量和系统的稳定性,以及薄膜太阳电池的产业化和商业应用规模化。
篇13：光伏发电工程建设管理措施论文
当前，随着能源形势出现新的变化，光伏发电受到社会各界的广泛关注。我国地域辽阔，国土跨度很大，太能能资源极为丰富，为我国光伏发电站建设创造良好的外部条件，因此，为了有效促进光伏发电站的快速发展，就要加强对光伏发电建设的全过程进行全面的管理，发挥光伏电站项目经济效益、环境效益以及社会效益。本文首先分析光伏发电工程的特点，接着就如何做好光伏发电工程建设管理展开论述。
1光伏发电工程的优点
光伏发电工程是根据光生伏打效应原理，利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能，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。随着环境友好型社会建设步伐不断加快，光伏电站工程建设作用越来越明显。光伏发电工程是重要的绿化环保工程，基本的运作流程就是把太阳光能转化为电能，为社会服务。就目前而言，光伏发电具有以下优点:可以永久使用，没有能源枯竭隐患;太阳能具有稳定性，并且节能环保;在光伏发电工程建设过程中，主要以光能资源为主，不容易受到外界因素的干扰。另外，对太阳能光伏发电系统而言，具有灵活性和动态性，能够为太阳能芯片，提升精确的数据，大大降低了能耗。我国地域辽阔，人口众多，在社会经济发展过程中，需要消耗巨大的能源，需要坚持可持续发展道路，不断采用节能型能源。由此可知，光伏发电工程对国民经济发展的重要性，在实际建设过程中，需要建设单位结合区域的地理位置和气候特点，对建设过程进行全方位的控制，保证工程质量，创造出更多的经济效益，实现节能环保的'目标。
篇14：光伏发电工程建设管理措施论文
光伏发电工程在我国社会经济发展过程中发挥着越来越重要的作用。因此，为了保证光伏发电工程能够正常运转，在实际建设过程中，要加强对光伏发电工程建设过程的管理，保证建设质量。下面就如何做好光伏发电工程建设管理展开论述。
2．1做好工程设计管理
为了保证光伏发电工程的建设质量，就要做好相项目设计，保证科学性和合理性。首先，光伏发电系统属于敏感型发电方式，在工作时间比其它发电时间比较长，并且对周围的气象环境要求比较高。其次，对光伏芯片而言，会产生温度相应，在太阳光照射下，芯片表面温度上高，会增加芯片峰值期的功率损失，出现额外的输出损耗，需要设计人员要精确计算出最佳的倾斜角度。再次，芯片表面的洁净度会影响到光电的转换效率，如果清洁度较低，就会增加静电现象。因此，在设计过程中，要注意天气对芯片表面污染度的影响，避免影响到以后光伏发电系统的正常运行。在芯片倾斜角度设计过程中，要做好周围地理位置的调研工作，精确计算这个区域内的辐射树脂，并结合调养的高度角设计倾斜角度，从而提升光电转换的效率;在设计过程中，设计人员还要明确区域内的污染指标，控制好芯片表面的洁净度，为光伏发电系统正常运作创造良好的外部环境，提升光伏发电的经济效益、环境效益和社会效益。
2．2光伏发电工程质量管理
在进行光伏发电工程建设过程中，建设单位要重视工程质量，提高建设的经济效益，下面就如何做好光伏发电工程质量管理展开论述。第一，在工程开始前，要做好工程质量管理准备工作，完善相关审批手段，认真审核施工单位资质，对施工材料和机械设备进行严格的审查。第二，在施工现场，要加强对材料的检验和检测，保证光伏发电工程建设材料满足设计标准和要求。尤其在水泥进场，要重点做好水泥品种和级别的检查，保证水泥的强度和安全性符合建设施工标准。另外，还要检查模板和支架的承载E努力，能够满足实际施工的荷载。第三，要加强对钢支架、电缆接地埋设以及汇流箱安装的检查，控制好钢支架的垂直度，保证钢支架和埋件焊缝的饱满度，从根本上保证施工质量。第四，在进行光伏发电工程建设过程中，要重视相关技术资料的搜集，保证资料的完整性，为以后工程竣工验收提供重要的参考依据。
2．3做好工程投资成本管理
在进行光伏发电工程建设过程中，建设单位要控制好投资成本，不断减少人力物力财力的消耗。在通常情况下，投资成本主要包括光伏发电的施工范围、电站软硬件、资源价格以及工期长短等。因此，要不断提升内部员工的执行效果，加强成本管理，对成本进行全面的估算、合理的分配、科学的投入，从而提升自身的竞争力。比如在进行资源价格管理过程中，由于不同类型不同，价格也会存在很大差异。对太阳能光伏芯片而言，主要分为晶硅型太阳能芯片、多元化合物的硅基薄膜型太阳能芯片、有机光伏芯片以及多层修饰下的聚合物电极光伏芯片。晶硅型太阳能芯片又分为单晶硅芯片和双晶硅芯片，这种芯片具有稳定性和效率高的优点。对多晶硅芯片而言，能源转化率较低，但是总消耗较少，造价较低。对多元化合物的薄膜型太阳能芯片而言，主要包括非晶硅颗粒，在生产过程中较为简单，成本比较低，但是单晶硅材料会产生见光衰减效应，因此，在实际应用过程中存在不稳定性。通过以上比较，在工程项目建设过程中，要结合光伏电站的特点和材料的差异性，对材料进行合理的购置预算，再进行合理配置。因此，在建设过程中，建设单位要重点加强对项目成本的管理，在保证经济效益的前提下，不断降低工程消耗，控制好软硬件设备的安装质量、资源价格，明确光伏电站的施工范围，提高施工效率，不断缩短施工工期。另外，在建设过程中，管理人员要提升员工的执行效率，加强对成本的管理，提升单位的盈利，保证光伏发电工程建设顺利进行。
2．4做好光伏发电工程维护
为了保证光伏发电工程正常稳定的运行，相关单位就要采取有效措施，加强对电站的维护，加强对电站硬件设备和软件环境的保护，延长发电站的寿命，保证电站的安全稳定。第一，在进行光伏发电站硬件设施维护过程中，要加强对并网逆变装置、交流配电线路、配电柜、功率控制装置的维护，做好日常的清洁和维修工作。维护人员要对蓄电池进行科学充电，加强系统维护，维持其正常的电能存储量;对ADC(模数转换器)中的数字信号转换效果进行测评，控制好参数精确度，保证系统正常运转;要重视光伏芯片部件表面的清洁，对出现问题的部件进行更换或者维修。第二，在进行软件环境维护过程中，要促进数据输送系统的更新，从而满足日常发电的需要。维护人员要加强对通信系统和数据系统的维护，及时有效的修补系统存在的漏洞，提升电站建设的经济效益，为我国国民经济的发展做出更大的贡献。
3综述
光伏发电具有环保节能性，可以为社会创造更多的社会效益。因此，在进行光伏发电工程建设过程中，要做好工程设计管理，加强建设质量管理，做好工程投资成本管理，做好光伏发电工程维护，发挥光伏发电工程的经济效益和社会效益。
作者:王志 单位:华电福新能源股份有限公司
参考文献:
［1］毛宏举．分布式光伏发电项目安全管理［J］．电力安全技术，(01):1－3．
［2］薛剑超．光伏发电工程全过程项目管理应用研究［J］．中小企业管理与科技(中旬刊)，2016(06):24－25．
［3］章激扬，李达，杨苹，等．光伏发电发展趋势分析［J］．可再生能源，(02):127－132．
［4］徐发海．浅议光伏发电建设工程跟踪审计控制与方法［J］．当代会计，(08):45－46．
篇15：光伏电站建设项目管理策略分析论文
1光伏发电工程建设的特点
（1）建设周期短
我国目前有着超过150MWp的光伏发电站，而这些发电站从建设到竣工所花费的时间非常短，基本可以在半年内完成一座光伏发电站的建设。
（2）接入系统电压不高
光伏电站的开闭站（升压站）建设难度受到接入系统电压等级高低的影响，在电力系统中，大多数光伏电站接入电压等级保持在35kv，目前也有接入电压等级为110kv或220kv，所以在建设开闭站（升压站）方面相对要简单一些。
（3）设备购置费用占总投资的比例大
仅以20MWp级固定式光伏电站为例，该类电站建设中有60%-70%的资金用于光伏组件设备的购置，有5%-8%的资金用于逆变器设备的购置，有4%-5%的资金用于购置固定式支架，可见，在总投资中设备购置费用需要花费大量的资金，站到了总资金比例的75%-80%左右。
（4）地势比较偏远
从我国的大部分地区来分析，适合于光伏发电的地区主要在西北地区以及华北地区，特别是华北的北部，这主要是由于光伏发电必须要在地势比较广阔并且平坦的地方，所以，在场站的选址方面就必须要偏远。
（5）项目工程施工队作业面的要求比较大，且平坦集中
以20MWp级为例，需要400000―600000万平方米的面积，同时电站的场地相对要比较平坦，并且也必须比较集中。
2光伏电站工程建设项目管理的重要性
光伏电站工程是我国电力事业发展过程中的重要组成部分，因此做好建设项目的管理工作从一定程度上能够有效的提高电站工程的施工质量，从而确保工程建设的顺利有序开展，因此在项目建设过程中，要将管理工作水平进行提高，采取有效措施进行改进与完善，从而更好的适应项目建设的正常开展，减少由于管理不当而导致的各类问题。
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4.光伏项目建议书
5.光伏电站设计规范
9.光伏发电项目请示
10.太阳能光伏行业广告语
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