太陽(yáng)能發(fā)電方面的電學(xué)(太陽(yáng)能以及發(fā)電系統有哪些)
1.太陽(yáng)能以及發(fā)電系統基礎知識有哪些
太陽(yáng)能（solar energy），是指太陽(yáng)的熱輻射能（參見(jiàn)熱能傳播的三種方式：輻射），主要表現就是常說(shuō)的太陽(yáng)光線(xiàn)。在現代一般用作發(fā)電或者為熱水器提供能源。自地球上生命誕生以來(lái)，就主要以太陽(yáng)提供的熱輻射能生存，而自古人類(lèi)也懂得以陽(yáng)光曬干物件，并作為制作食物的方法，如制鹽和曬咸魚(yú)等。在化石燃料日趨減少的情況下，太陽(yáng)能已成為人類(lèi)使用能源的重要組成部分，并不斷得到發(fā)展。太陽(yáng)能的利用有光熱轉換和光電轉換兩種方式，太陽(yáng)能發(fā)電是一種新興的可再生能源。廣義上的太陽(yáng)能也包括地球上的風(fēng)能、化學(xué)能、水能等。
光伏發(fā)電系統是利用太陽(yáng)能電池直接將太陽(yáng)能轉換成電能的發(fā)電系統。它的主要部件是太陽(yáng)能電池、蓄電池、控制器和逆變器。其特點(diǎn)是可靠性高、使用壽命長(cháng)、不污染環(huán)境、能獨立發(fā)電又能并網(wǎng)運行，受到各國企業(yè)組織的青睞，具有廣闊的發(fā)展前景。
光伏發(fā)電系統（PV System）是將太陽(yáng)能轉換成電能的發(fā)電系統，利用的是光生伏特效應。光伏發(fā)電系統分為獨立太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統、并網(wǎng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統和分布式太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統。
它的主要部件是太陽(yáng)能電池、蓄電池、控制器和逆變器。其特點(diǎn)是可靠性高、使用壽命長(cháng)、不污染環(huán)境、能獨立發(fā)電又能并網(wǎng)運行，受到各國企業(yè)組織的青睞，具有廣闊的發(fā)展前景。
據智研咨詢(xún)統計：2012年全球光伏發(fā)電累計裝機達到97GW,2012年全球新增裝機30GW，中國新增裝機占全球總量的16%以上 ，隨著(zhù)國家對清潔能源產(chǎn)業(yè)的大力扶持，我國光伏發(fā)電系統產(chǎn)業(yè)將迎來(lái)發(fā)展高峰期。
是指利用光伏電池的光生伏打效應，將太陽(yáng)輻射能直接轉換成電能的發(fā)電系統，包括光伏組件和配套部件（BOS）。
2.太陽(yáng)能發(fā)電站的科普知識
太陽(yáng)能發(fā)電系統主要包括：太陽(yáng)能電池組件、控制器、蓄電池、逆變器、負載等組成。
其中，太陽(yáng)能電池組件和蓄電池為電源系統，控制器和逆變器為控制保護系統，負載為系統終端。1.太陽(yáng)能電池組件太陽(yáng)能電池組件是發(fā)電系統中的核心部分，其作用是將太陽(yáng)的輻射能直接轉換為直流電，供負載使用或存貯于蓄電池內備用。
一般根據用戶(hù)需要，將若干太陽(yáng)能電池板按一定方式連接，組成太陽(yáng)能電池方陣（陣列），再配上適當的支架及接線(xiàn)盒組成太陽(yáng)能電池組件。2.充電控制器在太陽(yáng)能發(fā)電系統中，充電控制器的基本作用是為蓄電池提供最佳的充電電流和電壓，快速、平穩、高效的為蓄電池充電，并在充電過(guò)程中減少損耗、盡量延長(cháng)蓄電池的使用壽命；同時(shí)保護蓄電池，避免過(guò)充電和過(guò)放電現象的發(fā)生。
高級的控制器可以同時(shí)記錄并顯示系統各種重要數據，如充電電流、電壓等。控制器主要功能如下：1） 過(guò)充保護 避免蓄電池因充電電壓過(guò)高而造成損壞。
2） 過(guò)放保護 避免蓄電池因放電到過(guò)低的電壓而損壞。3） 防反接功能 避免蓄電池及太陽(yáng)能電池板因正負極接反而不能使用甚至釀成事故。
4） 防雷擊功能 避免因雷擊而損壞整個(gè)系統。5） 溫度補償 主要針對溫差大的地方，保證蓄電池處于最佳的充電效果。
6） 定時(shí)功能 控制負載的工作時(shí)間，避免能源浪費。7） 過(guò)流保護 當負載過(guò)大或短路時(shí)，自動(dòng)切斷負載，保證系統的安全運。
8） 過(guò)熱保護 當系統工作溫度過(guò)高時(shí)，自動(dòng)停止給負載供電，故障排除后，自動(dòng)恢復正常工作。9） 自動(dòng)識別電壓 對于不同的系統工作電壓，自動(dòng)識別，無(wú)須另外設置。
3.蓄電池蓄電池作用是將太陽(yáng)能電池方陣發(fā)出直流電貯存起來(lái)， 供負載使用。在光伏發(fā)電系統中， 蓄電池處于浮充放電狀態(tài)。
白天太陽(yáng)能電池方陣給蓄電池充電，同時(shí)方陣還給負載用電，晚上負載用電全部由蓄電池供給。因此， 要求蓄電池的自放電要小， 而且充電效率要高， 同時(shí)還要考慮價(jià)格和使用是否方便等因素。
4.逆變器絕大多數用電器，如日光燈、電視機、電冰箱、電風(fēng)扇和絕大多數動(dòng)力機械等都是以交流電工作，要想這類(lèi)用電器能正常工作，太陽(yáng)能發(fā)電系統需要將直流電變換成交流電，具有這種功能的電力電子設備稱(chēng)作逆變器。逆變器還具有自動(dòng)穩壓功能，可改善光伏發(fā)電系統的供電質(zhì)量。
下面以100W輸出功率，每天使用6個(gè)小時(shí)為例，介紹一下計算方法：1.首先應計算出每天消耗的瓦時(shí)數（包括逆變器的損耗）：若逆變器的轉換效率為90%，則當輸出功率為100W時(shí)，則實(shí)際需要輸出功率應為100W/90%=111W； 若按每天使用5小時(shí)，則耗電量為111W*5小時(shí)=555Wh。2.計算太陽(yáng)能電池板：按每日有效日照時(shí)間為6小時(shí)計算，再考慮到充電效率和充電過(guò)程中的損耗，太陽(yáng)能電池板的輸出功率應為555Wh/6h/70%=130W。
其中70%是充電過(guò)程中，太陽(yáng)能電池板的實(shí)際使用功率。3.充電控制器的選擇：130W的太陽(yáng)能電池板它的最大輸出電流是7.7A。
因此應該選取充電電流至少為8A的充電控制器。4.蓄電池的選擇：若采用12V的蓄電池，其放電深度為50%，則應使用555Wh/12V/50%=90Ah的蓄電池；若選擇24V的蓄電池，則蓄電池的容量應為555Wh/24V/50%=45Ah。
太陽(yáng)能電池的額定輸出功率與轉換效率有關(guān)，一般來(lái)講，單位面積的電池組件，轉換效率越高，其輸出功率越大。太陽(yáng)能電池的轉換效率一般在14~17%之間，每平方厘米的電池片，其輸出功率在14~16mW，每平方米的太陽(yáng)能電池組件輸出功率約120WP.太陽(yáng)能電池組件的測試，需用專(zhuān)門(mén)的檢測設備，在標準的條件下檢測。
由于檢測設備非常昂貴，一般的檢測方法是：利用碘鎢燈或白熾燈，模擬太陽(yáng)光，比較樣品作對比測試，主要檢測其開(kāi)路電壓與短路電流，檢測的時(shí)候注意控制溫度，不能超過(guò)25℃。 太陽(yáng)能光伏發(fā)電需要綜合考慮各種因素，只有掌握了準確的資料后，才能確定電池板的安裝方式、最低功率、規格（太陽(yáng)能電池板每天的有效發(fā)電量必須太于負載的用電量）及蓄電池的容量、性能及控制方式。
使產(chǎn)品達到最佳性?xún)r(jià)比。如果對相關(guān)因素的估算失誤，就會(huì )直接影響到獨立光伏發(fā)電系統性能和造價(jià)。
（1）現場(chǎng)的地理位置.。包括：地點(diǎn)、緯度、經(jīng)度、海拔等。
（2）安裝地點(diǎn)的氣象條件。包括：逐月太陽(yáng)能總輻射量，直接輻射量（或日照百分比），年平均氣溫，最長(cháng)連續陰雨天數，最大風(fēng)速及冰雹、降雪等特殊氣象情況。
（3）最大負載量。包括：負載每天工作時(shí)間及平均耗電量，連續陰雨天需工作的時(shí)間。
（4）負載用電特性由于太陽(yáng)能電池陣列輸出的電流是直流，如果負載是交流的話(huà)，需要經(jīng)過(guò)逆變器的轉換，才能正常工作，這樣太陽(yáng)能最終供給負載的能量損耗就增大，從而所需太陽(yáng)能電池就會(huì )增大，導致太陽(yáng)能供電系統造價(jià)增大。（5）交流負載對電源的要求交流負載除了需要更大的太陽(yáng)能電池板外，對逆變器的要求也會(huì )因負載的不同而不同。
一般來(lái)講純電阻性質(zhì)的負載例如電熱絲，對逆變器要求不高，可用普通的修正波逆變器。而電視、電動(dòng)機對電源要求相對要高，需要的逆變器功率及輸出特性都要高，需用大功率的正弦波的逆變器，才能保證負載能正常工作，不受干擾。
負載要求不同，造價(jià)也不。
3.請問(wèn)一下太陽(yáng)能發(fā)電工程這樣一門(mén)課大概要什么基礎知識
太陽(yáng)能發(fā)電原理及應用工程需要學(xué)習的知識很多，多大的說(shuō)強弱電理論知識都要撐握；一、硅片的型成：硅礦、拉晶、切片、成型、組裝；二、發(fā)電：太陽(yáng)能電池（單晶、多晶、非晶、薄膜）光電轉換原理；三、控制：電子基礎、程序應用、數據采集；四、逆變：電子基礎、程序應用、數據采集、電工基礎；五、儲電：電池原理（蓄電池、鋰電池、鎳氫電池、鐵鋰電池）性能原理，容量及充放電保護；六、并網(wǎng)：電工基礎、高低壓配電、數據采集；七、太陽(yáng)能幅射量：幅射量轉換光功率；其實(shí)很多人說(shuō)太陽(yáng)能很簡(jiǎn)單，很容易，那只是表面現象，真想弄懂不是那么容易的。
4.關(guān)于太陽(yáng)能發(fā)電的知識
太陽(yáng)能是一種干凈的可再生的新能源，越來(lái)越受到人們的親睞，在人們生活、工作中有廣泛的作用， 其中之一就是將太陽(yáng)能轉換為電能，太陽(yáng)能電池就是利用太陽(yáng)能工作的。而太陽(yáng)能熱電站的工作原理則是利用匯聚的太陽(yáng)光，把水燒至沸騰變?yōu)樗魵猓缓笥脕?lái)發(fā)電。
照射在地球上的太陽(yáng)能非常巨大，大約40分鐘照射在地球上的太陽(yáng)能，便足以供全球人類(lèi)一年能量的消費。可以說(shuō)，太陽(yáng)能是真正取之不盡、用之不竭的能源。而且太陽(yáng)能發(fā)電絕對干凈，不產(chǎn)生公害。所以太陽(yáng)能發(fā)電被譽(yù)為是理想的能源。
從太陽(yáng)能獲得電力，需通過(guò)太陽(yáng)電池進(jìn)行光電變換來(lái)實(shí)現。它同以往其他電源發(fā)電原理完全不同，具有以下特點(diǎn)：①無(wú)枯竭危險；②絕對干凈（無(wú)公害）；③不受資源分布地域的限制；④可在用電處就近發(fā)電；⑤能源質(zhì)量高；⑥使用者從感情上容易接受；⑦獲取能源花費的時(shí)間短。不足之處是：①照射的能量分布密度小，即要占用巨大面積；②獲得的能源同四季、晝夜及陰晴等氣象條件有關(guān)。但總的說(shuō)來(lái)，瑕不掩瑜，作為新能源，太陽(yáng)能具有極大優(yōu)點(diǎn)，因此受到世界各國的重視。
要使太陽(yáng)能發(fā)電真正達到實(shí)用水平，一是要提高太陽(yáng)能光電變換效率并降低其成本，二是要實(shí)現太陽(yáng)能發(fā)電同現在的電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)。
目前，太陽(yáng)能電池主要有單晶硅、多晶硅、非晶態(tài)硅三種。單晶硅太陽(yáng)電池變換效率最高，已達20%以上，但價(jià)格也最貴。非晶態(tài)硅太陽(yáng)電池變換效率最低，但價(jià)格最便宜，今后最有希望用于一般發(fā)電的將是這種電池。一旦它的大面積組件光電變換效率達到10%，每瓦發(fā)電設備價(jià)格降到1-2美元時(shí)，便足以同現在的發(fā)電方式競爭。估計本世紀末便可達到這一水平。
當然，特殊用途和實(shí)驗室中用的太陽(yáng)電池效率要高得多，如美國波音公司開(kāi)發(fā)的由砷化鎵半導體同銻化鎵半導體重疊而成的太陽(yáng)電池，光電變換效率可達36%，快趕上了燃煤發(fā)電的效率。但由于它太貴，目前只能限于在衛星上使用。
太陽(yáng)能電池是一對光有響應并能將光能轉換成電力的器件。能產(chǎn)生光伏效應的材料有許多種，如：?jiǎn)尉Ч瑁嗑Ч瑁蔷Ч瑁榛墸熴~等。它們的發(fā)電原理基本相同，現以晶體硅為例描述光發(fā)電過(guò)程。P型晶體硅經(jīng)過(guò)摻雜磷可得N型硅，形成P-N結。 當光線(xiàn)照射太陽(yáng)能電池表面時(shí)，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量傳遞給了硅原子，使電子發(fā)生了越遷，成為自由電子在P-N結兩側集聚形成了電位差，當外部接通電路時(shí)，在該電壓的作用下，將會(huì )有電流流過(guò)外部電路產(chǎn)生一定的輸出功率。這個(gè)過(guò)程的實(shí)質(zhì)是：光子能量轉換成電能的過(guò)程。
5.光伏發(fā)電基本常識
我就是做光伏發(fā)電了，基本常識太多了 我就列舉幾個(gè)：1.光伏指的是光生伏特效應，一定條件下光能產(chǎn)生電壓，從而產(chǎn)生電流，電能2.光伏發(fā)電是發(fā)的是直流電，一般都需要逆變器轉化才能并到國家電網(wǎng)或者自己使用3.太陽(yáng)能電池板主流的分為 晶硅和薄膜兩大類(lèi)，薄膜以漢能為代表，晶硅的有多晶硅和單晶硅之分，目前市場(chǎng)的太陽(yáng)能電池板以晶硅類(lèi)的為主，廠(chǎng)家較多，在此不列舉了4，光伏發(fā)電主要有 ：組件（太陽(yáng)能電池板），逆變器，支架，三大部分組成5，光伏發(fā)電效率受 光照強度和溫度影響很大，溫度過(guò)高過(guò)低都會(huì )影響發(fā)電效率 25度為宜6，前幾年做光伏的企業(yè)都賺翻了，但是今年受政策影響，會(huì )死一批光伏企業(yè)，7，光伏發(fā)電有很多形式，戶(hù)用分布式，工商業(yè)屋頂，集中地面電站，農光互補，漁光互補，等等8.光伏發(fā)電的電價(jià)全國不一樣，太多了，這里就不一一列舉了，有問(wèn)題，歡迎加關(guān)注，私信我。
6.太陽(yáng)能的基礎知識
太陽(yáng)能基礎知識
要求：制熱快、保溫好、價(jià)格適中
太陽(yáng)能熱水器通常由集熱器、鏈接管道、支架和控制系統組成
太陽(yáng)能按使用分類(lèi)一般分為：普通式太陽(yáng)能熱水器、全天候太陽(yáng)能熱水器、全自動(dòng)太陽(yáng)能熱水器
按集熱原理一般分為：平板型熱水器和真空管熱水器
按工質(zhì)流動(dòng)方式分為：悶曬型、循環(huán)型和直流型
按結構分：一體式、分體式
按制作工藝分：承壓式、非承壓式
普通式太陽(yáng)能熱水器：普通的太陽(yáng)能熱水器
全天候太陽(yáng)能熱水器：裝有電加熱的太陽(yáng)能熱水器，配一個(gè)小型的電熱水效果更好
全自動(dòng)太陽(yáng)能熱水器：能夠對熱水器順利進(jìn)行簡(jiǎn)單管理的熱水器，裝有定時(shí)電加熱和定時(shí)上水裝置，打開(kāi)既有熱水
太陽(yáng)能熱水器的溫度一般能達到50-70度
太陽(yáng)能水管最好使用優(yōu)質(zhì)鋁塑管，交聯(lián)聚乙烯管（PEX）
上水時(shí)間一般為早晨日出前或晚上太陽(yáng)落山兩小時(shí)以后
