将太阳能所发出的电经过并网逆变器直接为交流负载供电。
独立发电系统(见图形３)
独立发电系统，太阳能电池方阵发出的电经蓄电池充电并经过逆变器直流转换成交流电。
2.2 太阳能电池材料
多晶硅是生产单晶硅的直接原料，是当代人工智能、自动控制、信息处理、光电转换等半导体器件的电子信息基础材料。被称为“微电子大厦的基石”。
在太阳能利用上，单晶硅和多晶硅也发挥着巨大的作用。虽然从目前来讲，要使太阳能发电具有较大的市场，被广大的消费者接受，就必须提高太阳电池的光电转换效率，降低生产成本。从目前国际太阳电池的发展过程可以看出其发展趋势为单晶硅、多晶硅、带状硅、薄膜材料（包括微晶硅基薄膜、化合物基薄膜及染料薄膜）。
从工业化发展来看，重心已由单晶向多晶方向发展，主要原因为；[1]可供应太阳电池的头尾料愈来愈少；[2] 对太阳电池来讲，方形基片更合算，通过浇铸法和直接凝固法所获得的多晶硅可直接获得方形材料；[3]多晶硅的生产工艺不断取得进展，全自动浇铸炉每生产周期（50小时）可生产200公斤以上的硅锭，晶粒的尺寸达到厘米级；[4]由于近十年单晶硅工艺的研究与发展很快，其中工艺也被应用于多晶硅电池的生产，例如选择腐蚀发射结、背表面场、腐蚀绒
面、表面和体钝化、细金属栅电极，采用丝网印刷技术可使栅电极的宽度降低到50微米，高度达到15微米以上，快速热退火技术用于多晶硅的生产可大大缩短工艺时间，单片热工序时间可在一分钟之内完成，采用该工艺在100平方厘米的多晶硅片上作出的电池转换效率超过14％。据报道，目前在50～60微米多晶硅衬底上制作的电池效率超过16％。利用机械刻槽、丝网印刷技术在100平方厘米多晶上效率超过17％，无机械刻槽在同样面积上效率达到16％，采用埋栅结构，机械刻槽在130平方厘米的多晶上电池效率达到15.8％。
单晶硅电池具有电池转换效率高，稳定性好，但是成本较高。单晶硅电池早在20多年前就已突破光电转换效率20%以上的技术关口。
多晶硅电池成本低，转换效率略低于直拉单晶硅太阳能电池，材料中的各种缺陷，如晶界、位错、微缺陷，和材料中的杂质碳和氧，以及工艺过程中玷污的过渡族金属被认为是造成多晶硅电池光电转换率一直无法突破20%的关口。德国弗劳恩霍夫协会科研人员采用新技术，在世界上率先使多晶硅太阳能电池的光电转换率达到20.3%。
从固体物理学上讲，硅材料并不是最理想的光伏材料，这主要是因为硅是间接能带半导体材料，其光吸收系数较低，所以研究其他光伏材料成为一种趋势。其中，碲化镉(CdTe)和铜铟硒(CuInSe2)被认识是两种非常有前途的光伏材料，而且目前已经取得一定的进展，但是距离大规模生产，并与晶体硅太阳电池抗衡需要大量的工作去做。
2.3、太阳能电池设计
1.太阳能电池组件串联数Ns
太阳能电池组件按一定数目串联起来,就可获得所需要的工作电压,但是，太阳能电池组件的串联数必须适当。1）串联数太少, 串联电压低于蓄电池浮充电压,方阵就不能对蓄电池充电。2）如果串联数太多使输出电压远高于浮充电压时，
充电电流也不会有明显的增加。因此，只有当太阳能电池组件的串联电压等于合适的浮充电压时,才能达到最佳的充电状态。
计算方法如下:
Ns=UR/Uoc=(Uf+UD+Uc)/Uoc （2）
(2)式中:
UR为太阳能电池方阵输出最小电压; Uoc为太阳能电池组件的最佳工作电压; Uf为蓄电池浮充电压; UD为二极管压降,一般取0.7V; UC为其它因数引起的压降。
电池的浮充电压和所选的蓄电池参数有关,应等于在最低温度下所选蓄电池单体的最大工作电压乘以串联的电池数。
2.太阳能电池组件并联数Np
在确定NP之前,我们先确定其相关量的计算方法。
(1) 将太阳能电池方阵安装地点的太阳能日辐射量Ht, 转换成在标准光强下的平均日辐射时数H:
H=Ht×2.778/10000 h （3）
式中:
2.778/10000(h·m2/kJ)为将日辐射量换算为标准光强(1000W/m2)下的平均日辐射时数的系数。
(2) 太阳能电池组件日发电量Qp：
Qp=Ioc×H×Kop×Cz Ah （4）
式中:
Ioc为太阳能电池组件最佳工作电流;
Kop为斜面修正系数;
Cz为修正系数,主要为组合、衰减、灰尘、充电效率等的损失,一般取0.8。 (3) 两组最长连续阴雨天之间的最短间隔天数Nw, 此数据为本设计之独特之处,主要考虑要在此段时间内将亏损的蓄电池电量补充起来,需补充的蓄电池容量Bcb为:
Bcb=A×QL×NL Ah （5）
(4) 太阳能电池组件并联数Np的计算方法为:
Np=(Bcb+Nw×QL)/(Qp×Nw) （6）
公式(6)的表达意为: 并联的太阳能电池组组数,在两组连续阴雨天之间的最短间隔天数内所发电量,不仅供负载使用,还需补足蓄电池在最长连续阴雨天内所亏损电量。
3.太阳能电池方阵的功率计算
根据太阳能电池组件的串并联数,即可得出所需太阳能电池方阵的功率P:
P=Po×Ns×Np W (7)
式中:Po为太阳能电池组件的额定功率。 本次设计
光源电压12V，功率为21W，每天工作6h，最长连续阴雨天为3d， 两最长连续阴雨天最短间隔天数为15d，
太阳能电池采用云南半导体器件厂生产的WBG40（P）型组件, 组件标准功率为40W, 工作电压17.2V, 工作电流2.32A,
蓄电池采用铅酸免维护蓄电池, 浮充电压为(144±2)V. 其水平面太阳辐射数据参照表, 成都地区其水平面的年平均日辐射量为10392(kJ/m2), Kop值为
0.7553,计算太阳能电池方阵功率及蓄电池容量。
1. 蓄电池容量Bc：
Bc=A×QL×NL×To/CC=1.2×(21/12)×6×3×1/0.75≈50Ah 2. 太阳能电池方阵功率P: 太阳能电池组件串联数Ns：
Ns=UR/Uoc=(Uf+UD+UC)/Uoc=(14+0.7+)/17.1=0.88≈1 太阳能电池组件日发电量Qp:
Qp=Ioc×H×Kop×Cz=2.32×10392×(2.778/10000)×0.7553×0.8≈4.05Ah
需补充的蓄电池容量Bcb:
Bcb=A×QL×NL=1.2×21/12×6×3=37.8Ah， 其中QL=(21/12)×6=10.5Ah 太阳能电池组件并联数Np：
Np=(Bcb+Nw×QL)/(Qp×Nw)=(37.8+15×10.5)/(4.05×15)≈3故太阳能电池方阵功率为:
P=Po×Ns×Np=40×1×3=120W
3. 计算结果该地面卫星接收站需太阳能电池方阵功率为120W,蓄电池容量为50Ah
上述设计所需： 50Ah蓄电池：
NS＝1，NP=3, 功能为120W太阳能电池： 序号 器件名称 产品型号 数量 单价（元） 金额小计（元）
太阳能LED路灯项目实施方案
