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2015.4太陽能光伏發電原理及關鍵設備安全工作匯報2013年安全工作總結2014年安全工作計劃2014年安全工作要點1、首先探討光伏電池原理，重點掌握光伏電池伏安特性。2、在此基礎上，學習光伏并網逆變器原理，重點把握波形控制、MPPT原理和反孤島控制。3、在掌握光電池原理基礎上，討論跟蹤器工作原理，重點把握各類跟蹤器提高光伏發電量的作用。

目錄一、太陽能光伏發電原理二、光伏并網逆變器三、太陽能跟蹤器一、太陽能光伏發電原理1.光伏發電系統原理2.光伏電池原理3.光伏電池電氣特性光伏發電是指利用太陽能電池這種半導體電子器件的P-N結光生伏打效應原理有效地吸收太陽光輻射能，通過轉換裝置使之轉變成電能的直接發電方式，是當今太陽光發電的主流，具有可再生、無污染等優勢。1.光伏發電系原理1.光伏發電原理P-N結的光生伏打效應發電原理光生伏打效應就是當物體受到光照時，其體內的電荷分布狀態發生變化而產生電動勢和電流的一種效應。半導體太陽能電池的發電過程概括為4點：1、收集太陽光使之照射到太陽能電池表面。2、太陽能電池吸收具有一定能量的光子，激發出光生載流子——電子-空穴對。3、電性相反的光生載流子在太陽能電池P-N結內建電場的作用下，電子-空穴對被分離，電子集中在一邊，空穴集中在另一邊，在P-N結兩邊產生異性電荷的積累，從而產生光生電動勢，即光生電壓。4、在太陽能電池P-N結兩側引出電極，并接上負載，則在外電路中即有光生電流通過，從而獲得功率輸出，這樣太陽能電池就把太陽能直接轉換成了電能。2.光伏電站的組成發電過程

光伏電站是利用一定數量太陽能電池組件串聯后接收太陽光將輻射能轉換為一定電壓（逆變器額定電壓）和電流的直流電，再將若干電池組串在匯流箱內進行并聯以提高電流，并聯后電流達到逆變器額定電流的數個匯流箱接入一臺并網逆變器，通過并網逆變器將電池組件發出的直流電逆變成符合電網需求的交流電，經過配電裝置后接入電站升壓變壓器，通過變壓器將電壓升高至符合電網要求的電壓等級后，并入電網。組成設備主要設備包括電池組件、匯流箱、逆變器、高低壓配電裝置和變壓器等。2.光伏電站的組成電池組件匯流箱高低壓配電柜逆變器變壓器電網3.1電池組件3、光伏電站的主要設備及其功能3、光伏電站的主要設備及其功能3.1電池組件目前光伏電站常用的電池組件有以下三種：單晶硅電池組件：光電轉換效率為15%左右，最高的達到24％，是目前所有種類的太陽能電池中光電轉換效率最高的，堅固耐用，使用壽命最高可達25年，但制作成本高。多晶硅電池組件：制作工藝與單晶硅電池相近，光電轉換效率約12％左右，制作成本比單晶硅電池低，但壽命比單晶硅電池短。非晶硅電池組件：是新型薄膜式電池組件，制作工藝與單晶硅和多晶硅電池的完全不同，制作成本低。弱光性能優于晶硅電池。但光電轉換效率偏低，且衰減較快。3.2光伏電池組件電氣特性–預備知識直流電是指方向不隨時間發生改變的電流，但電流大小可能不固定，而產生波形。3.2光伏電池組件電氣特性

3.2光伏電池組件電氣特性

3.2光伏電池組件電氣特性標準測試條件STC(AM=1.5,P0=1000W/m2,T=25°C)轉換效率k=Pm/Pa=(Im*Um)/(P0*Aa),填充因子FF=Pm/Pc=(Im*Um)/(Isc*Voc),3.2光伏電池組件電氣特性3.3并網逆變器光伏并網逆變器（下稱逆變器）是光伏發電系統中的核心設備。逆變器將光伏方陣產生的直流電（DC）逆變為三相正弦交流電（AC），輸出符合電網要求的電能。逆變器是進行能量轉換的關鍵設備，其效率指標等電氣性能參數，將直接影響電站系統發電量。3.3并網逆變器逆變器滿足以下要求：a)并網逆變器的功率因數和電能質量應滿足電網要求。b)逆變器額定功率應滿足用于海拔高度的要求，其內絕緣等電氣性能滿足要求。c)逆變器使用太陽電池組件最大功率跟蹤技術(MPPT)。d)逆變器具有極性反接保護、短路保護、孤島效應保護、過溫保護、交流過流及直流過流保護、直流母線過電壓保護、電網斷電、電網過欠壓、電網過欠頻、光伏陣列及逆變器本身的接地檢測及保護功能等。3.4光伏并網逆變器系統圖4.1逆變器簡化原理圖3.5逆變原理（輸出電流波形控制）圖4.2交流電生成通常通過PWM調節開關橋路輸出交流電壓v,控制電抗L的電流i，即逆變器輸出電流，使得逆變器向電網注入正弦波電流，并且與電網電壓e同頻同相，達到并網發電目的。兩點認識：1）在光伏組件、接收的太陽輻射量固定，在光伏組件不同工作點（電壓與電流）輸出功率不同，其中存在一個輸出功率最大的工作點，即最大功率點MPP2）在光伏組件或接收的太陽輻射量變化時，在光伏組件輸出電氣特性曲線變化，最大功率點移動。3.6MPPT原理結論：為了從光伏電池中獲取更多的電能，充分利用光伏電池組件能量，希望光伏組件盡可能地工作在最大功率點。使用MPPT技術可以達到這個要求3.7反孤島效應孤島效應是指分布式并網逆變器構成的局部電網從主電網脫離出來，并且在此局部電網中分布式并網逆變器持續給負載供電的一種電氣現象。孤島的危害：1.孤島情況下電網無法控制電壓和頻率，可能造成電網、分布式發電設備和用電設備發生輸入電壓幅值和頻率失控；2.孤島效應對人身安全造成威脅，干擾電網的維護工作；3.孤島發生時，當電網恢復正常有可能造成非同相合閘，導致線路再次跳閘，對光伏并網逆變器和其他用電設備造成損壞；4.孤島效應時，若負載容量與光伏并網器容量不匹配，會造成對逆變器的損壞。3、光伏電站的主要設備及其功能3.8、高低壓配電裝置高、低壓配電裝置主要用于控制站內電能的通、斷，分配及交換，一般有380V、10KV、35KV等電壓等級。3.9、變壓器變壓器是一種靜止的電器，它利用電磁感應原理把交流電壓轉換成相同頻率的另一種交流電壓。其結構的主要部分是兩個（或兩個以上）互相絕緣的繞組，套在一個共同的鐵芯上，兩個繞組之間通過磁場而耦合，但在電的方面沒有直接聯系，能量的轉換以磁場為媒介。在兩個繞組中，把接到電源的一個稱為一次繞組，建成原方（或原邊），而把接到負載的一個稱為二次繞組，簡稱副方（或副邊）。當原方接到交流電源時，在外施電壓作用下，一次繞組中通過交流電流，并3、光伏電站的主要設備及其功能3、光伏電站的主要設備及其功能3.9、變壓器變壓器按相數區分可以分為三相變壓器和單相變壓器；按繞組數目來區分，可以分為兩繞組和三繞組變壓器；按冷卻介質分，可以分為油浸式變壓器、干式變壓器（空氣冷卻