光伏培训(一)

光伏发电零基础知识培训编缉/主讲人：郑立科浙江利为光电有限公司今天，我将带领大家走进电的世界第一篇电荷：某些亚原子粒子的内涵性质,也会产生电磁场。电流：带电粒子的定向移动，通常以安培为度量单位。电场：由电荷产生的一种影响。电势：单位电荷在静电场的某一位置所拥有的电势能，伏特为度量单位。电磁作用：电磁场与静止或运动中的电荷之间的一种基本相互作用。一、电是一种自然现象，指电子运动所带来的现象。自然界的闪电就是电的一种现象。19世纪百年电力发展史1800年，伏打发明第一个化学电池1831年，人们开始获得连续的电流法拉第制造了最早的发电机——法拉第盘1866年，西门子制成第一台使用电磁铁的自激式发电机1870年，格拉姆制成了环形电枢自激发电机供工厂电弧灯用电1875年，巴黎北火车站建成世界上第一个火电厂，用直流发电供附近照明1879年，旧金山建成世界上第一座商业发电厂，两台发电机共22盏电弧灯。同年先后在法国和美国装设了试验性电弧路灯1879年，爱迪生发明白炽灯1881年，英国建成了世界上第一座小型水电站1882年，爱迪生在纽约建成世界上第一座正规发电厂1882年法国人德普勒在慕尼黑博览会上表演了电压为1500～2000V的直流发电机组经57km线路驱动电动泵1884年英国人制造了第一台汽轮机1885年制成交流发电机和变压器1886年3月在马萨诸塞州的大巴林顿建立了第一个交流送电系统，电源侧升压至3000V，经1.2km到受端降压至500V，显示了交流输电的优越性1891年德国在劳芬电厂安装了第一台三相100kW交流发电机，通过第一条三相输电线路送电至法兰克福1894年建成利亚加拉大瀑布水电站。1896年采用三相交流输电送至35km外的布法罗。结束了1880年来交、直流电优越性的争论。20世纪百年电力发展史1903年，威斯汀豪斯电气公司装设了第一台5000kW汽轮发电机组，标志着通用汽轮机组的开始。1916年，美国建成第一条90km的132kV线路1922年，美国在加州建成第一条220kV线路二战后，美国于1955、1960、1963、1970和1973等年份分别制成并投运30、50、100、115和130万千瓦汽轮发电机组1954年，瑞典首先建成了380kV线路，采用2分裂导线，距离960km，将北极圈内的Harspranget水电站电力送至瑞典南部。1954年，前苏联建成第一座核电站，1973年法国制成120万kW核反应堆1964年，美国建成第一条500kV交流输电线路1965年，加拿大建成第一条765kV交流输电线路1965年，苏联建成第一条±400kV的470km直流输电线路，送电75万千瓦1970年，美国建成±400kV的1330km直流输电线路，送电144万千瓦1989年，苏联建成第一条最高电压1150kV的1900km交流输电线路电能的传输发电机组发电机组升压变压器降压油式变压器光伏发电用双分裂变压器（升压）10KV高压配电低压配电箱式变电站区台动力箱（变压器+JP柜）二、发电站的几种类型(1)火力发电厂:火力发电是利用燃烧燃料(煤、石油及其制品、天然气等)所得到的热能发电(2)水力发电厂:水力发电是将高处的河水(或湖水、江水)通过导流引到下游形成落差推动水轮机旋转带动发电机发电(3)核能发电厂:核能发电是利用原子反应堆中核燃料(例如铀)慢慢裂变所放出的热能产生蒸汽(代替了火力发电厂中的锅炉)驱动汽轮机再带动发电机旋转发电(4)风力发电场:利用风力吹动建造在塔顶上的大型桨叶旋转带动发电机发电称为风力发电,由数座、十数座甚至数十座风力发电机组成的发电场地称为风力发电场。(5)其他还有地热发电厂、潮汐发电厂、太阳能发电厂等。火力发电优点：技术成熟，目前成本较低。对地理环境要求低。火力发电原理图火力发电的不利因素①尘粒：包括降尘和飘尘。主要是燃煤电厂排放的尘粒。中国火电厂年排放尘粒约600万吨。②二氧化硫(SO2):煤中的可燃性硫经在锅炉中高温燃烧，大部分氧化为二氧化硫，其中只有0.5～5％再氧化为三氧化硫③氧化氮（NO）:火电厂排放的氧化氮中主要是一氧化氮，占氧化氮总浓度的90％以上。一氧化氮生成速度随燃烧温度升高而增大。④废水：火电厂的废水主要有冲灰水、除尘水、工业污水、生活污水、酸碱废液、热排水等。除尘水、工业污水一般均排入灰水系统⑤粉煤灰渣：是煤燃烧后排出的固体废弃物。⑥噪声：火电厂的噪声主要有锅炉排汽的高频噪声、设备运转时的空气动力噪声、机械振动噪声以及电工设备的低频电磁噪声等。水力发电三峡水电站优点：历史悠久，后期成本很低。无污染，水能可再生，水能蕴藏总量大。自然方面：巨大的水库可能引起地表的活动，甚至诱发地震。生物方面：对陆生动物而言，水库建成后，可能会造成大量的野生动植物被淹没死亡，甚至全部灭绝。物理化学性质方面：流入和流出水库的水在颜色和气味等物理化学性质方面发生改变，而且水库中各层水的密度、温度、甚至熔解氧等有所不同。水电站对环境的影响核能发电秦山核电站核电站的利与弊利：1：核电是最环保的。核电是清洁能源，对环境影响小，消耗资源也少。2：核电的效益性。一座1百万千瓦的核电机组，需要大约110~130亿元的投资。项目建成后预计每年能增加5000万元左右的教育附加费，可以大大改善当地的教育条件3：核电的安全性。核电是世界上最安全的行业之一，全世界50年来500多座核电反应堆在其总共1万2千多堆年的运行历史中，只在上世纪七八十年代发展过两起堆芯熔化的严重事故。弊：1：尽管说核电站建设设计上会考虑安全问题，但所有的操作都是人去操作的，这就有一定的隐患2：核电站与核废料对未来的危害。这是最致命的弊端，因为它的放射性“寿命”太长，其放射性降低一半（称为放射性蜕变的半衰期）的时间甚至达到数万、数十万年。除了将它浓缩制成核弹强行引爆外，人类没有任何办法或能力去控制它（缩短）的“寿命”风力发电优点风能为洁净的能量来源。内蒙古草原上的风力发电机。风能设施日趋进步，大量生产降低成本，在适当地点，风力发电成本已低于发电机。风能设施多为不立体化设施，可保护陆地和生态。风力发电是可再生能源，很环保。风能限制及弊端1)风速不稳定，产生的能量大小不稳定2)风能利用受地理位置限制严重3)风能的转换效率低4)风能是新型能源,相应的使用设备也不是很成熟潮汐发电第二篇太阳光是最重要的自然光源，它普照大地，使整个世界姹紫嫣红，五彩缤纷太阳燃烧一般是指比较剧烈的发光发热的氧化反应，属于化学反应的范畴。但是太阳上发生的是热核聚变反应，氘和氚聚变成氦，释放的能量与化学反应不是一个数量级的。所以严格来说太阳并没有燃烧，更像是一个巨大的氢弹，用100亿年来完成爆炸的过程，现在就是这个氢弹爆炸的中期。(也就是说太阳这个爆炸过程使它周围的温度达到粒子转变状态可以搭配太阳周围的电磁波成为太阳光)。一、太阳光二、电磁波太阳光=电磁波三、光伏发电定义：光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术四、光伏发电的起源五、光伏发电的原理六、光伏发电的系统分类1、独立光伏发电也叫离网光伏发电2、并网光伏发电（发电站3、分布式光伏发电系统，又称分散式发电或分布式供能主要由太阳能电池组件、控制器、蓄电池组成，若要为交流负载供电，还需要配置交流逆变器。太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入公共电网。可以分为带蓄电池的和不带蓄电池的并网发电系统。是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电供电系统，以满足特定用户的需求，支持现存配电网的经济运行，或者同时满足这两个方面的要求独立光伏发电并网光伏发电电站（集中式光伏发电）户用分布式光伏发电工商业分布式光伏发电七、分布式光伏发电系统组成部分主要由太阳电池板（组件）、汇流箱、双向电表、和逆变器等相关电子元器件构成。其它部件还有线缆、桥架、支架、导轨等。太阳能并网发电原理图平台、琉璃瓦、新型厚瓦、老型薄瓦等屋顶都适宜。企业分布式光伏发电站八、太阳能光伏组件定义：电池组件是把多个单体的太阳电池片根据需要串、并联起来，并通过专用材料和专门生产工艺生产工艺进行封装后的产品。九、太阳能光伏组件按电池片类型分类1、晶体硅（单、多晶硅）电池组件2、非晶硅薄膜电池组件3、砷化镓电池组件十、光电转化率1、多晶太阳能硅片定义：太阳能光伏系统中太阳能电池板把太阳光能转化为电能的效率2、单晶太阳能硅片3、非晶硅薄膜太阳能硅片4、砷化镓太阳能硅片15%-20%左右17%-25%左右10%左右38%左右十一、硅片的形成工序十二、太阳能级硅的提纯技术1.改良西门子法（三氯氢硅还原法）2012年一条生产线1000亿的投入2.硅烷流化床法国内厂家1.江苏中能（保利协鑫）2.特变电工3.江苏大全4.亚洲硅业09年时，我国提炼企业要花400度的电才能提炼出1KG多晶硅，70%多晶硅以氯气排放了，成本高，污染严重十三、晶硅片切割技术金钢线多线切割是主要方法污染较大双向电表光伏支架逆变器定义：逆变器是一种将直流电（DC）转化为交流电（AC）的装置。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。并网逆变器的分类1.组串逆变器2、集中式逆变器3、微型逆变器1~50KW100KW-1MW以上1000W以下，单块电池板上户用或商用逆变器孤岛效应：是指电网突然失压时，并网光伏发电系统仍保持对电网中的邻近部分线路供电状态的一种效应。所谓孤岛效应，即指如并入公共电网中的发电装置，在电网断电的情况下，这个发电装置却不能检测到或根本没有相应检测手段，仍然向公共电网馈送电量。危害一般来说，孤岛效应可能对整个配电系统设备及用户端的设备造成不利的影响，包括：1)危害电力维修人员的生命安全；2)影响配电系统上的保护开关动作程序；3)孤岛区域所发生的供电电压与频率的不稳定性质会对用电设备带来破坏；4)当供电恢复时造成的电压相位不同步将会产生浪涌电流，可能会引起再次跳闸或对光伏系统、负载和供电系统带来损坏；5)光伏并网发电系统因单相供电而造成系统三相负载的欠相供电问题。由此可见，作为一个安全可靠的并网逆变装置，必须能及时检测出孤岛效应并避免所带来的危害（1）中国太阳能资源分布情况智研咨询发布的《2017-2022年中国光伏发电市场行情动态及发展前景预测报告》显示，我国属太阳能资源丰富的国家之一，全国总面积2/3以上地区年日照时数大于2000小时，年辐射量在5000MJ／m2以上。据统计资料分析，中国陆地面积每年接收的太阳辐射总量为3.3×103～8.4×103MJ/m2，相当于2.4×104亿吨标准煤的储量。根据国家气象局风能太阳能评估中心划分标准，我国太阳能资源地区分为以下四类：一类地区（资源丰富带）：全年辐射量在6700~8370MJ/m2。相当于230kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括青藏高原、甘肃北部、宁夏北部、新疆南部、河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部等地。二类地区（资源较富带）：全年辐射量在5400～6700MJ/m2，相当于180～230kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、江苏中北部和安徽北部等地。三类地区（资源一般带）：全年辐射量在4200～5400MJ/m2。相当于140～180kg标准煤燃烧所发出的热量。主要是长江中下游、福建、浙江和广东的一部分地区，春夏多阴雨，秋冬季太阳能资源还可以。四类地区：全年辐射量在4200MJ/m2以下。主要包括四川、贵州两省。此区是我国太阳能资源最少的地区。一、二类地区，年日照时数不小于2200小时，是我国太阳能资源丰富或较丰富的地区，面积较大，约占全国总面积的2／3以上，具有利用太阳能的良好资源条件。欧盟对中国企业光伏进行双反2016年我国光伏新增和累计装机容量均全球第一截至2016年底，我国光伏发电新增装机容量3454万千瓦，累计装机容量7742万千瓦，新增和累计装机容量均为全球第一。其中，光伏电站累计装机容量6710万千瓦，分布式累计装