发布时间 : 星期日 文章100MW晶体硅太阳能并网光伏发电站建设项目可行性研究报告更新完毕开始阅读29daef0df90f76c660371a08
阳能是一种辐射能，它必须借助于能量转换器才能转换成为电能。这种把光能转换成电能的能量转换器，就是太阳能电池片。太阳能硅电池原理的基础是半导体PN结的光生伏打效应。就是当物体受到光照时，物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。当太阳光或其他光照射半导体的PN结时，就会在PN结的两边出现电压．叫做光生电压这种现象，就是著名的光生伏打效应，使PN结短路，就会产生电流。众所周知，物质的原子是原子核和电子组成的，原子核带正电．电子带负电。电子就像行星围绕太阳运转一样．按照一定的轨道围绕着原子核旋转。单晶硅的原子是按照一定的规律排列的，硅原了的最外电子壳层带有4个电子，如图所示，每个原子的外层电子都有
固定的位臵，并受原子核的约束。它们在外来能量的激发下，如受到太阳光辐射时，就会摆脱原子核的束缚而成为自由电子，同时在它原来的地方留出一个空位，即半导体物理学中所谓的“空穴”。由于电子带负电，空穴就表现为带正电。电子和空穴就是单晶硅中可以运动的电荷。在纯净的硅晶体中，自由电子和空穴的数目是相等的。如果在硅晶体中掺人能够俘获电子的硼、铝、镓、铟等杂质元素，那么就构成了空穴型半导体，简称P型半导体。如果在硅晶体中掺入能够释放电子的磷、砷或锑等杂质元
素．那么就构成了电子型的半导体，简称N型半导体。若把这两种半导体结合在一起，由于电子和空穴的扩散，在交界面处便会形成PN结，并在结的两边形成内建电场，又称势垒电场。由于此处的电阻特别高，所以也称为阻挡层。当太阳光照射PN结时，在半导体内的原子由于获得了光能而释放电子，同时相应地便产生了电子空穴对．并在势垒电场的作用下，电子被驱向N型区，空穴被驱向P型区，从而使N型区有过剩的电子．P型区有过剩的空穴。于是，就在PN结的附近形成了与势垒电场力方向相反的光生电场，如图所示。光生电场的一部分抵消势垒电场，其余部分使P型区带正电。
太阳能电池能级图
N型区带负电；于是，就使得在N型区与P型区之问的薄层产生了电动势，即光生伏打电动势。当接通外电路时便有电能输出。这就是PN结接触型单晶硅太阳能电池发电的基本原理。若把几十个、数百个太阳能电池单体串联、并联起来，便可获得几十瓦到两百多瓦的输出功率，从而组成太阳能电池组件，太阳能电池组件再经过串联、并联组成太阳能电池方阵，如图11所示，电池方
阵能够输出足够功率供负载使用。
图11 太阳能电池的单体、组件、组件方阵
5.2.2 100MW的太阳能发电站电池组件的选择
在光伏并网发电系统中，特别是大型光伏电站，普遍选用具有较大功率的光伏电池组件，本系统选用单块175Wp（35V）单晶硅光伏电池组件，其工作电压约为35V，开路电压约为44V。对于接到同一台并网逆变器的光伏电池组件，为了使光伏电池组件工作在最大功率点，要求使用同类型的光伏电池组件，且朝向保持一致。 一般情况下，光伏电池组件的参数指标是在标准情况下(STC)测得的，环境温度为25℃。但环境温度的变化会影响光伏电池组件开路电压的变化，两者之间的关系为-3mV/℃左右，所以在设计光伏电池组件串联数量时，一定要考虑温度的变化范围。根据250K3并网逆变器的MPPT电压范围：480Vdc～820Vdc，输入的最大开路电压为880V，最佳直流电压工作点为：560Vdc。 经
过计算：560V/35V＝16,得出：每个电池串列可采用16块电池组件串联，光伏电池串列的峰值工作电压：560V，开路电压：720V，满足250K3逆变器的工作电压范围。每个250KW的并网单元配臵89个电池串列，共1424块175Wp光伏电池组件；1MWp并网发电单元需配臵356个电池串列，共5696块175Wp光伏电池组件；100MWp并网发电单元需配臵35600个电池串列，共569600块175Wp光伏电池组件。
5.2.3 逆变控制设备的选取 （1） 光伏阵列防雷汇流箱
系统使用的汇流箱工作模式采用6进1出，即把相同规格的6路电池串列输入经汇流后输出1路直流。
汇流箱具有以下特点：
1）防护等级IP65，防水、防灰、防锈、防晒、防盐雾，满足室外安装的要求；
2）同时接入6路电池串列，每路电池串列的允许最大电流10A；
3）每路接入电池串列的开路电压值可达900V；
4）每路电池串列的正负极都配有光伏专用中压直流熔丝进行保护，其耐压值为DC1000V；
5）直流输出母线的正极对地、负极对地、正负极之间配有光伏专用中压防雷器，其额定电流≥15KA，最大电流≥30KA；
6）直流输出母线端配有可分断的直流断路器；