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文檔簡介
1、太陽電池按照材料分為晶體硅太陽電池,硅基薄膜太陽電池,化合物薄膜太陽電池和光電化學太陽電池。不同太陽電池材料的特性不同,對光的吸收不同;太陽電池的發(fā)電效果也不同。光伏電站一般在戶外使用,地點,環(huán)境溫度,輻照和大氣質(zhì)量的變化對發(fā)電量有較大的影響。不同太陽電池對溫度和太陽光譜的反應(yīng)不同,因此,相同瓦數(shù)但不同地點或瓦數(shù)相同但不同種類的太陽電池在同一地點發(fā)電量都會不同。
本文設(shè)計并建立了薄膜(CdTe,CIGS和a-Si)與HIT
2、四種光伏電站,采集了光伏陣列的電流電壓,逆變器輸出的電流電壓,輻照,環(huán)境溫度等數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集由SMA的數(shù)據(jù)采集卡和自帶的軟件完成,每3分鐘記錄一次數(shù)據(jù)。根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)對四個不同的太陽電站在廣州地區(qū)的發(fā)電效果進行了分析研究。HIT太陽電池因兼有晶體硅和非晶硅太陽電池的優(yōu)點而具有高效率,本論文對一種結(jié)構(gòu)簡單的HIT太陽電池進行了優(yōu)化模擬。
本論文分別對這四個光伏系統(tǒng)和HIT太陽電池進行了研究,分別敘述如下:
第一
3、章對當前的能源形勢,各國光伏發(fā)展的情況以及光伏政策作了綜述。對文中光伏電站用到的太陽電池技術(shù)做了概述。對光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展作了一些預(yù)測。
第二章主要講述了光伏并網(wǎng)電站設(shè)計的原理和原則。該章首先介紹信息的了解,包括電站所建地點的氣候情況,如輻照,溫度,濕度,電站所在地點的現(xiàn)場考察。接著對電站的設(shè)計,包括組件串并聯(lián)的原理,電線的選區(qū)原則,逆變器的選取原則,電站的防雷,風載荷,電站組件之間合理距離的計算等進行了闡述。
4、第三章介紹了薄膜(CdTe,CIGS和a-Si)與HIT光伏電站的具體情況,對四種光伏電站的年發(fā)電量,月發(fā)電量,逆變器的效率,光伏方陣的效率,晴天陰天發(fā)電情況,容量和占地面積,供電成本,社會經(jīng)濟效益等進行了分析。研究結(jié)果表明,CdTe每千瓦的發(fā)電量最高達到1115.90kWh,HIT和CIGS分別為1067.61 kWh和1066.95 kWh,a-Si最少為952.32 kWh。由此可見,不同種類的一千瓦的光伏電站,一年的發(fā)電量差別高
5、達163.57 kWh。
在一年中,CdTe電站有八個月每千瓦的發(fā)電量居于第一位,HIT組件效率雖然高,但是其發(fā)電量和CIGS電站差不多。HIT每千瓦的占地面積最少,為6.82m2,而a-Si卻達到20.16m2。
電站效率只有組件標稱效率的70%多。電站的效率主要取決于組件的效率。所建四個電站的效率排名分別為HIT,CdTe,CIGS和a-Si,電站建成后系統(tǒng)效率相比于組件效率都有一定的損耗。效率損耗最小的
6、是非晶硅,電站效率只比組件效率下降1.2%,最高的為HIT效率下降3.4%。
第四章對灰塵及其對發(fā)電量的影響進行了分析。采用兩個公司的玻璃,按照光伏電站相同的傾角在廣州的中山大學南校區(qū)S,中山大學的東校區(qū)M,鳳凰城P分別放置三個月、一個月取回測試玻璃的透過率,對比不同季節(jié)不同地點玻璃透過率的變化情況。根據(jù)玻璃透過率計算灰塵對輻照的影響,最后計算玻璃上的灰塵對中山大學太陽能系統(tǒng)研究所天臺上的CIGS光伏電站發(fā)電量的影響。實驗
7、結(jié)果表明放置在戶外的時間長短不是灰塵多少的決定因素,應(yīng)該和天氣等其它情況有關(guān)系。灰塵主要降低玻璃450-880nm波長的透過率,測試時段內(nèi)玻璃透過率降低1.3%-4%。對于一千多瓦的小型光伏電站,降低的月發(fā)電量高達2.61kWh。
第五章對HIT太陽電池進行了初步探索。模擬用的太陽電池結(jié)構(gòu)為a-Si(n)/a-Si(i)/mono-Si(p)/Al。HIT太陽電池制作過程的溫度較低,可以考慮用廉價的低純度硅片作為襯底降低成
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