光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。主要由太陽(yáng)電池板(組件)、控制器和逆變器三大部分組成,主要部件由電子元器件構(gòu)成。太陽(yáng)能電池經(jīng)過(guò)串聯(lián)后進(jìn)行封裝保護(hù)可形成大面積的太陽(yáng)電池組件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發(fā)電裝置。
優(yōu)點(diǎn)
無(wú)論從世界還是從中國(guó)來(lái)看,常規(guī)能源都是很有限的。中國(guó)的一次性能源儲(chǔ)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界的平均水平,大約只有世界總儲(chǔ)量的10%。太陽(yáng)能是人類取之不盡用之不竭的可再生能源,具有充分的清潔性、絕對(duì)的安全性、相對(duì)的廣泛性、確實(shí)的長(zhǎng)壽命和免維護(hù)性、資源的充足性及潛在的經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)點(diǎn),在長(zhǎng)期的能源戰(zhàn)略中具有重要地位。與常用的火力發(fā)電系統(tǒng)相比,光伏發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)于:
①無(wú)枯竭危險(xiǎn);
②安全可靠,無(wú)噪聲,無(wú)污染排放外,絕對(duì)干凈(無(wú)公害);
③不受資源分布地域的限制,可利用建筑屋面的優(yōu)勢(shì);例如,無(wú)電地區(qū),以及地形復(fù)雜地區(qū);
④無(wú)需消耗燃料和架設(shè)輸電線路即可就地發(fā)電供電;
⑤能源質(zhì)量高;
⑥使用者從感情上容易接受;
⑦建設(shè)周期短,獲取能源花費(fèi)的時(shí)間短。
缺點(diǎn)
太陽(yáng)能電池板的生產(chǎn)卻具有高污染、高能耗的特點(diǎn),在現(xiàn)有的條件下,生產(chǎn)國(guó)內(nèi)自己使用的電池板還說(shuō)的過(guò)去,不過(guò)大量出口等于污染中國(guó),造福世界了,據(jù)統(tǒng)計(jì),生產(chǎn)一塊1m×1.5m的太陽(yáng)能板必須燃燒超過(guò)40公斤煤,但即使中國(guó)最沒有效率的火力發(fā)電廠也能夠用這些煤生產(chǎn)130千瓦時(shí)的電(一般一塊1mx1.6m的太陽(yáng)能板一年發(fā)電量在250千瓦時(shí)以上)——這足夠讓2.2瓦的發(fā)光二極管(LED)燈泡按照每天工作12小時(shí)計(jì)算發(fā)光30年。
①照射的能量分布密度小,即要占用巨大面積;
②獲得的能源同四季、晝夜及陰晴等氣象條件有關(guān)。
③相對(duì)于火力發(fā)電,發(fā)電機(jī)會(huì)成本高。
④光伏板制造過(guò)程中不環(huán)保。
系統(tǒng)組件
光伏發(fā)電系統(tǒng)是由光伏組件,蓄電池組,充放電控制器,逆變器,交流配電柜,太陽(yáng)跟蹤控制系統(tǒng)等設(shè)備組成。其部分設(shè)備的作用是:
在有光照(無(wú)論是太陽(yáng)光,還是其它發(fā)光體產(chǎn)生的光照)情況下,電池吸收光能,電池兩端出現(xiàn)異號(hào)電荷的積累,即產(chǎn)生“光生電壓”,這就是“光生伏特效應(yīng)”。在光生伏特效應(yīng)的作用下,太陽(yáng)能電池的兩端產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),將光能轉(zhuǎn)換成電能,是能量轉(zhuǎn)換的器件。太陽(yáng)能電池一般為硅電池,分為單晶硅太陽(yáng)能電池,多晶硅太陽(yáng)能電池和非晶硅太陽(yáng)能電池三種。
其作用是貯存太陽(yáng)能電池方陣受光照時(shí)發(fā)出的電能并可隨時(shí)向負(fù)載供電。太陽(yáng)能電池發(fā)電對(duì)所用蓄電池組的基本要求是:a.自放電率低;b.使用壽命長(zhǎng);c.深放電能力強(qiáng);d.充電效率高;e.少維護(hù)或免維護(hù);f.工作溫度范圍寬;g.價(jià)格低廉。
是能自動(dòng)防止蓄電池過(guò)充電和過(guò)放電的設(shè)備。由于蓄電池的循環(huán)充放電次數(shù)及放電深度是決定蓄電池使用壽命的重要因素,因此能控制蓄電池組過(guò)充電或過(guò)放電的充放電控制器是必不可少的設(shè)備。
光伏發(fā)電是將直流電轉(zhuǎn)換成交流電的設(shè)備。由于太陽(yáng)能電池和蓄電池是直流電源,而負(fù)載是交流負(fù)載時(shí),逆變器是必不可少的。逆變器按運(yùn)行方式,可分為獨(dú)立運(yùn)行逆變器和并網(wǎng)逆變器。獨(dú)立運(yùn)行逆變器用于獨(dú)立運(yùn)行的太陽(yáng)能電池發(fā)電系統(tǒng),為獨(dú)立負(fù)載供電。并網(wǎng)逆變器用于并網(wǎng)運(yùn)行的太陽(yáng)能電池發(fā)電系統(tǒng)。
逆變器按輸出波型可分為方波逆變器和正弦波逆變器。方波逆變器電路簡(jiǎn)單,造價(jià)低,但諧波分量大,一般用于幾百瓦以下和對(duì)諧波要求不高的系統(tǒng)。正弦波逆變器成本高,但可以適用于各種負(fù)載。
由于相對(duì)于某一個(gè)固定地點(diǎn)的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng),一年春夏秋冬四季、每天日升日落,太陽(yáng)的光照角度時(shí)時(shí)刻刻都在變化,如果太陽(yáng)能電池板能夠時(shí)刻正對(duì)太陽(yáng),發(fā)電效率才會(huì)達(dá)到最佳狀態(tài)。
世界上通用的太陽(yáng)跟蹤控制系統(tǒng)都需要根據(jù)安放點(diǎn)的經(jīng)緯度等信息計(jì)算一年中的每一天的不同時(shí)刻太陽(yáng)所在的角度,將一年中每個(gè)時(shí)刻的太陽(yáng)位置存儲(chǔ)到PLC、單片機(jī)或電腦軟件中,也就是靠計(jì)算太陽(yáng)位置以實(shí)現(xiàn)跟蹤。采用的是電腦數(shù)據(jù)理論,需要地球經(jīng)緯度地區(qū)的的數(shù)據(jù)和設(shè)定,一旦安裝,就不便移動(dòng)或裝拆,每次移動(dòng)完就必須重新設(shè)定數(shù)據(jù)和調(diào)整各個(gè)參數(shù);原理、電路、技術(shù)、設(shè)備復(fù)雜,非專業(yè)人士不能夠隨便操作。把加裝了智能太陽(yáng)跟蹤儀的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)安裝在高速行駛的汽車、火車,以及通訊應(yīng)急車、特種軍用汽車、軍艦或輪船上,不論系統(tǒng)向何方行駛、如何調(diào)頭、拐彎,智能太陽(yáng)跟蹤儀都能保證設(shè)備的要求跟蹤部位正對(duì)太陽(yáng)。