2。2 15kW 太阳能微电网主要结构与组成

当光照射在光伏电池上时，光伏电池发出直流电，经过升压和逆变后给负载供电。如果 光伏电池发出的电能多于负载所需，主控制器将启动过流保护，并终止升压逆变电路的工作。 过流保护电路由功率开关管和电阻串联而成，为光伏电池输出的多余的电能提供放电回路。 当光伏电池发出电量不能满足负载需求时，主控制器通过控制负载端功率开关管的通断，对 负载的供电进行控制。系统总体结构如下图2。1所示：

负载控制系统总体结构图 系统主控电路由检测电路、主控制器、驱动电路三部分组成。各部分功能如下： 检测电路：检测光伏电池输出的电压、电流，以及负载的端电压和电流。 主控制器：采用DSP控制，将检测电路输出的模拟信号转换为数字信号，进行MPPT计算、来:自[优.尔]论,文-网www.youerw.com +QQ752018766-

调节占空比，并向驱动电路发出PWM信号。 驱动电路：将主控制器发出的弱电信号进行功率放大，以驱动主电路，并对控制电路与

主电路进行强弱电隔离。

2。3 本章小结

本章对15kW太阳能微电网的总体设计做了一个简要说明，包括总体设计思路和系统的主 要结构与组成及其相应的功能介绍。详细的原理及设计方案将在后续章节中一一阐述。

3    太阳能光伏电池的设计

3。1    太阳能电池工作原理

太阳能电池由两个主要部分：P 型半导体和 N 型半导体结合而成，P 型半导体（P 指 positive，带正电的）由单晶硅通过特殊工艺掺入少量的三价元素组成，会在半导体内部形成 带正电的空穴。N 型半导体（N 指 negative，带负电的）由单晶硅通过特殊工艺掺入少量的五 价元素组成，会在半导体内部形成带负电的自由电子。当 N 型和 P 型两种半导体材料接触后， 由于扩散和漂移作用，在界面处形成由 P 型指向 N 型的内建电场。当光照在太阳能电池的表 面后，能量大于禁带宽度的光子边激发出电子和空穴对，这些非平衡的少数载流子在内电场 的作用下分离开，在太阳能电池的两极累积形成电势差，这样电池便可以给外接负载提供电 流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。光伏电池是太阳能发电系统的基本单位，光伏 电池通过串联、并联再封装后成为光伏电池组件，光伏电池组件再经过串联、并联以后就构 成光伏阵列[8]。