浅谈太阳能光伏发电技术及应用
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太阳能光伏发电系统原理与应用技术一、引言在当今社会,能源问题日益成为人们关注的焦点。
传统的化石能源日益枯竭,同时也给地球环境带来了严重的污染。
寻找一种清洁、可再生的能源就成为了当务之急。
太阳能作为一种非常丰富的可再生能源,其应用前景广阔。
太阳能光伏发电系统作为太阳能利用的一种主要方式,在能源领域也备受关注。
本文将就太阳能光伏发电系统的原理与应用技术展开探讨。
二、太阳能光伏发电系统原理1. 太阳能光伏发电系统的基本构成太阳能光伏发电系统主要包括太阳能电池板、光伏逆变器、储能设备和配电系统等组成部分。
其中,太阳能电池板是太阳能光伏发电系统的核心部件,其作用是将太阳能转换为直流电能;光伏逆变器则是将直流电能转换为交流电能供电使用;而储能设备则可以将多余的电能储存起来,以应对没有太阳能供应的时候。
2. 太阳能电池板的工作原理太阳能电池板利用光能来产生电能,其主要工作原理是光生电效应。
当太阳光照射到太阳能电池板上时,光子会被太阳能电池板的半导体材料吸收,并激发出电子和空穴对。
这些电子和空穴对在电场的作用下,分别向两端移动,形成电流,从而产生了电能。
三、太阳能光伏发电系统应用技术1. 多晶硅和单晶硅太阳能电池随着技术的不断发展,太阳能电池的制备工艺也得到了极大的改进。
目前市场上主要的太阳能电池为多晶硅和单晶硅太阳能电池。
多晶硅太阳能电池通过将多晶硅棒切割成薄片来实现,而单晶硅太阳能电池则是利用单晶硅棒来生产。
这两种太阳能电池在光伏发电系统中应用广泛,且具有较高的转换效率和稳定性。
2. 太阳能光伏发电系统的并网技术随着太阳能光伏发电技术的不断发展,其并网技术也愈加成熟。
并网技术是指太阳能光伏发电系统将发电效果集中于电网内,以供应城市和居民的用电需求。
通过并网技术,太阳能光伏发电系统可以将多余的电能输送到电网中,从而实现供需平衡和能源优化利用。
3. 太阳能光伏发电系统的智能化管理随着物联网和大数据技术的发展,太阳能光伏发电系统的智能化管理也成为了发展趋势。
太阳能光伏发电技术的研究和应用随着科技的不断进步,太阳能光伏发电技术已经成为了全球能源领域的一个重要组成部分。
太阳能光伏发电技术利用太阳能的能源将其转化成电能,这是一个高效、可持续的能源利用方式。
近年来,太阳能光伏发电技术的研究和应用一直是全球科学家和工程师们追求的目标,下面我们来了解一下太阳能光伏发电技术的研究和应用。
一、太阳能光伏发电技术的原理1.太阳能光伏发电技术基本原理太阳能光伏发电技术就是利用太阳光通过光伏电池将光能转化成电能的一种技术。
太阳光通过光伏电池后激发出一定的电子,形成电流,从而实现能量的转换并输出电力。
2.太阳能光伏电池的基本结构太阳能光伏电池由n型半导体和p型半导体组成,这些半导体中夹杂着一定的氧化物或者硅粉等杂质,从而形成电子空穴对,在太阳光的照射下,电子空穴对得以分离而产生电流。
3.太阳能光伏电池的分类根据半导体类别和PN结的制备方法,太阳能光伏电池可以分为硅晶电池、非晶硅电池、铜铟镓硒电池等多种类型。
二、太阳能光伏发电技术的应用1.太阳能光伏发电技术在家庭用电中的应用太阳能光伏发电技术可以为家庭提供电力,特别是在一些偏远地区,太阳能光伏发电技术可以成为唯一的电力供应方式。
2.太阳能光伏发电技术在大型能源系统中的应用太阳能光伏发电技术在大型能源系统中也有着广泛的应用,如电网并网发电、农业扶贫光伏发电等。
三、太阳能光伏发电技术的研究1.太阳能光伏发电技术在能源存储方面的研究随着能源需求增长,储能技术的研究也成为了太阳能光伏发电技术的关键研究方向。
目前,科学家们正在探索太阳能光伏发电技术与其他储能技术集成的途径,如电池、压缩空气等。
2.太阳能光伏发电技术在生产过程中的研究科学家们正在探索太阳能光伏发电技术在生产过程中的环保性、经济性等多方面,以实现生产成本的降低,进一步提高技术的使用率和应用范围。
四、太阳能光伏发电技术的未来太阳能光伏发电技术是一种可持续的能源利用方式,未来大概率成为能源的主要来源之一。
太阳能光伏发电的技术进步与应用在当今能源需求不断增长和环境问题日益严峻的背景下,太阳能光伏发电作为一种清洁、可再生的能源技术,正经历着快速的发展和广泛的应用。
从家庭屋顶到大型太阳能电站,从偏远地区的供电到城市能源供应的补充,太阳能光伏发电正在逐渐改变我们的能源格局。
太阳能光伏发电的基本原理并不复杂。
它是通过太阳能电池板中的半导体材料,将太阳辐射能直接转化为电能。
当阳光照射到电池板上时,光子的能量激发半导体中的电子,产生电流。
早期的太阳能电池板效率较低,成本较高,限制了其大规模的应用。
然而,随着技术的不断进步,这些问题正在逐步得到解决。
在技术进步方面,太阳能电池板的效率不断提高是一个重要的突破。
科研人员通过改进半导体材料的结构和性能,以及优化电池板的制造工艺,使得太阳能电池板能够更有效地吸收和转化太阳能。
例如,新型的高效晶体硅太阳能电池和薄膜太阳能电池的出现,大大提高了光电转换效率。
同时,材料科学的发展也为太阳能光伏发电带来了新的机遇。
除了传统的硅材料,一些新型的半导体材料如砷化镓、碲化镉等正在被研究和应用。
这些材料具有更高的理论转换效率,虽然目前在大规模应用中还面临一些挑战,但为未来太阳能光伏发电效率的进一步提升提供了可能。
在制造工艺方面,自动化和规模化生产的不断推进,降低了太阳能电池板的生产成本。
大规模的生产线能够以更高的精度和更低的成本制造出高质量的电池板,使得太阳能光伏发电在价格上更具竞争力。
除了硬件技术的进步,软件和系统集成技术也在不断完善。
智能监控和管理系统能够实时监测太阳能电站的运行状态,优化能源输出,提高系统的稳定性和可靠性。
储能技术的发展也使得太阳能光伏发电能够更好地应对能源需求的波动,实现更稳定的供电。
太阳能光伏发电的应用范围越来越广泛。
在家庭领域,越来越多的家庭选择在屋顶安装太阳能电池板,不仅可以满足自身的用电需求,还可以将多余的电能卖给电网,实现能源的自给自足和经济效益。
在商业和工业领域,太阳能光伏发电被广泛应用于工厂、办公楼、商场等场所,降低能源成本,减少对传统能源的依赖。
光伏发电技术及其应用分析随着全球气候变化问题日益严峻,清洁能源成为了许多国家政策中不可或缺的一部分。
近年来,光伏发电技术作为一种清洁、环保、可再生的能源,其发展速度越来越快。
本文将探讨光伏发电技术的基本原理、分类、应用以及未来发展趋势。
一、光伏发电技术基本原理光伏发电技术是一种利用太阳能光子对半导体材料的光电转换能力来产生电能的技术。
其基本原理是将半导体材料暴露在阳光下,太阳能光子与半导体原子相互作用,激发出电子。
此时,原子大部分带正电,而激发出来的电子带负电,这种程度不平衡形成了电场,电子在电场的作用下被吸引到另一个接触面上,这样就产生了光电流。
光电流可以被蓄电池、用电器直接使用,也可以通过变频器转换为交流电。
二、光伏发电技术的分类根据不同的半导体材料,光伏发电技术可以分为单晶硅、多晶硅、非晶硅、柔性硅、有机光伏等不同种类。
其中,单晶硅和多晶硅被广泛应用于光伏发电市场,其性能稳定、效率高、使用寿命长成为市场主流产品。
另外,也有一些不同形态的光伏发电装置,例如光伏电池板、光伏薄膜、光伏玻璃等,他们形状各异,但都可以实现太阳能光子转化为电能的功能。
三、光伏发电技术的应用1. 太阳能光伏发电系统太阳能光伏发电系统是利用太阳光伏发电技术来将光能转化为电能。
其系统由发电部分、储能部分和控制部分组成,发电部分由太阳能电池板构成,储能部分由蓄电池构成,控制部分采用微控制器技术。
这种系统可以广泛应用于农村、山区等没有电网的地方,还可以用于光伏发电站。
2. 光伏发电空调系统光伏发电空调系统是指用光伏发电技术驱动空调的系统。
该系统利用光伏电池板中的太阳能,将其转换为电能,再经逆变器转化为交流电再供电给空调。
其特点是非常环保、节能、适用范围广,可以应用于居民房屋、商店等空间中。
四、光伏发电技术的未来发展趋势光伏发电技术是未来清洁能源领域的重要研究方向,未来将会出现更多的创新技术,优化前沿设备,降低光伏发电系统的成本,更加方便大众普及和应用。
太阳能光伏发电及其在环保中的应用近年来,全球环保议题越来越受到人们的关注。
随着科技的发展,太阳能技术逐渐成为环保领域的重要产物,尤其是太阳能光伏发电技术。
本文旨在对太阳能光伏发电及其应用进行探讨。
一、太阳能光伏发电的原理太阳能光伏发电是通过将太阳辐射能转化为电能的一种技术。
它的原理是利用光电效应,将太阳的辐射能转化为电能。
太阳辐射能可以被太阳能电池板所吸收,然后通过半导体材料的P型和N型结合层形成电势差,并生成电流,最终输出电能。
二、太阳能光伏发电的优势太阳能光伏发电技术具有多种优势。
首先,太阳能光伏发电不会排放有害气体和污染物,因此对环境非常友好,可实现零排放。
其次,太阳能资源十分丰富,是可再生资源。
太阳能不但日光充足、形成面广,而且无需输送,可直接利用于发电,稳定性高。
第三,太阳能光伏发电成本逐年降低,经济效益日益显现。
近年来,太阳能光伏技术得到了迅速发展,并成为可再生能源中最具潜力的技术之一。
三、太阳能光伏发电的应用太阳能光伏发电在环保中的应用十分广泛。
首先,国家在维护环境保护的同时,大力开展太阳能光伏产业,鼓励并支持太阳能研究与应用。
其次,太阳能光伏发电技术已被广泛应用于家庭、工业、商业和公共设施等场所,用于供电或热水。
再次,太阳能光伏发电技术与储能技术结合可以形成分布式能源系统,实现去中心化的能源供应。
四、太阳能光伏发电技术的发展前景太阳能光伏发电技术的发展前景广阔。
首先,国际市场以及国内市场的需求在逐年增长,发展前景非常好。
其次,政府扶持政策持续加强,太阳能光伏发电产业链不断完善,生产成本不断降低。
第三,太阳能光伏发电与储能技术的结合,可以实现系统性的能源构建,使得能源使用更为智能。
综上所述,太阳能光伏发电技术是可再生能源发展中最被看好的一项技术。
未来,随着科技的进步和政府支持力度的不断加强,太阳能光伏发电技术必将在环保领域中发挥越来越重要的作用。
光伏发电技术原理及应用光伏发电技术是一种将太阳能转化为电能的可再生能源技术,它的原理基于光电效应。
光电效应是指当光照射到特定材料表面时,光子的能量被电子吸收后会使其从原子中解离出来,形成自由电子和正空穴。
通过合适的电子器件,如光伏电池,就可以将这些自由电子和正空穴聚集起来,形成电流,从而实现光能到电能的转换。
光伏发电技术的关键是光伏电池,也称为太阳能电池。
光伏电池由一层或多层半导体材料制成,常见的材料有硅、多结薄膜太阳能电池等。
其中,硅材料的光伏电池是目前应用最广泛的一种。
光伏电池的核心部分是PN结,即由P型半导体和N型半导体组成的结构。
当光照射到PN结上时,光子的能量被吸收,激发了电子从价带跃迁到导带,形成自由电子和正空穴。
这些自由电子和正空穴会被电场分离,形成电势差,从而产生电流。
这就是光伏电池的基本工作原理。
光伏发电技术的应用非常广泛。
最常见的应用是太阳能发电站。
太阳能发电站通常由大量的光伏电池组成,形成光伏阵列。
光伏阵列可以根据需要进行灵活布置,可以安装在屋顶、太阳能板、太阳能路灯等地方。
当太阳光照射到光伏阵列上时,光伏电池将光能转化为电能,再经过逆变器变成交流电,供给家庭和工业用电。
太阳能发电站的优点是可再生、清洁、无噪音和零排放,可以有效减少对传统化石能源的依赖,对环境友好。
光伏发电技术还可以应用于户用太阳能发电系统。
户用太阳能发电系统主要由光伏电池组、逆变器、电池和控制器等设备组成。
光伏电池组将太阳能转化为电能,经过逆变器转化为交流电,供给家庭使用。
如果太阳能发电量超过了家庭用电需求,多余的电能可以储存在电池中,以备不时之需。
户用太阳能发电系统可以有效减少家庭用电的支出,同时也减少了对传统能源的依赖,对环境保护起到积极作用。
光伏发电技术还可以应用于航天、船舶、交通等领域。
在航天领域,光伏电池可以作为航天器上的能源来源,为航天器提供所需的电能。
在船舶领域,光伏电池可以用来为船只提供动力,减少燃油的消耗。
太阳能光伏发电技术及其应用太阳能光伏发电技术的应用有效地解决了偏远地区电能的供应性问题,同时其广泛应用有助于缓解能源短缺现状,有望成为替代能源,同时也应该看到,太阳能光伏发电技术的研究和应用还存在着很多问题需要解决和研究,特别是在我国这样一个起步比较晚的国家,但毋庸置疑的是,随着科研人员的不断努力,未来太阳能光伏发电技术的技术瓶颈一定会被不断突破,而其应用前景也将越来越广阔。
本文就太阳能光伏发电技术及其应用进行简单的阐述。
标签:太阳能;光伏发电技术;应用1、太阳能光伏发电技术1.1太阳能电池技术对于太阳能光伏发电系统而言,光伏电池在其中占据着最重要的地位,然而在应用光伏电池时光电转换的效率以及生产的成本是其最应当注重的问题。
随着科技的进步,人们开始对第一代光伏电池进行了改变,在光伏电池这能够加入了许多的非硅材料,一方面能够减少制作材料的成本,同时在降低半导体材料对电能消耗方面也有著十分显著的作用。
1.2光伏阵列的最大功率跟踪技术根据实际的情况,光伏阵列功率在输出时通过非线性的传导,能够与周围的环境、光照强度以及负载状况等因素联系在—起。
从图1我们可以看出,图上的两条曲线分别表示了光伏阵列的电流以及电压输出的特性。
其中A点表示的是当曲线1以及曲线2在太阳光照强度不同的情况下,光伏阵列某个时刻的运行轨迹的相交。
一旦太阳辐照强度出现变化,输出特性曲线也会随之改变,从1上升到2,此时若负载1若保持不变,则系统会停留在A′上,其功率与相应的最大点存在了一定的距离。
而将负载特性将1变化到2,则太阳辐照度变化也会由2转为1,相应的工作点会从B点转为B′点。
1.3聚光光伏技术太阳的光能经过路径出现损耗,因此地面上太阳光能中的能量十分有限,而聚光光伏技术的产生,不仅能够减少路径对太阳光能的损耗,同时还能进—步增加太阳能的使用效率。
其主要的工作原理是使用面积较小的高性能聚光电池来聚集太阳光,这样能够在提高太阳光辐照密度的同时,有效的减少生产的成本。
太阳能发电的技术创新与应用在当今世界,能源问题日益凸显,传统的化石能源不仅储量有限,而且开采和使用过程中会对环境造成巨大的污染和破坏。
因此,寻找和利用可再生能源成为了全球能源发展的重要方向。
太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的清洁能源,其发电技术的创新与应用备受关注。
太阳能发电主要有两种方式:光伏发电和光热发电。
光伏发电是利用半导体材料的光电效应,将光能直接转化为电能。
而光热发电则是先将太阳能转化为热能,再通过热力循环系统将热能转化为电能。
在光伏发电领域,技术创新不断涌现。
首先是太阳能电池板的材料改进。
过去,多晶硅太阳能电池占据主导地位,但随着技术的发展,单晶硅电池的效率逐渐提高,成本不断降低。
同时,新型的薄膜太阳能电池,如碲化镉、铜铟镓硒等,也在不断研发和改进中。
这些薄膜电池具有柔性好、重量轻、可大面积生产等优点,在一些特殊应用场景中具有广阔的前景。
电池板的效率提升是另一个重要的创新方向。
通过优化电池结构、采用先进的制造工艺以及引入新的半导体材料,太阳能电池的光电转换效率不断刷新纪录。
目前,实验室中的高效太阳能电池效率已经超过 25%,而产业化的电池效率也在稳步提升。
这意味着在相同的光照条件下,能够产生更多的电能,降低发电成本。
除了硬件方面的创新,光伏发电系统的集成和智能化控制也取得了显著进展。
例如,分布式光伏发电系统与建筑的结合越来越紧密,出现了光伏屋顶、光伏幕墙等一体化应用。
这些系统不仅能够为建筑物提供电力,还能起到隔热、保温的作用,提高建筑物的能源利用效率。
同时,智能监控和管理系统可以实时监测光伏发电系统的运行状态,实现远程控制和故障诊断,提高系统的稳定性和可靠性。
光热发电技术也在不断创新和发展。
传统的槽式光热发电系统通过抛物面槽式聚光器将太阳光聚焦到集热管上,加热传热介质产生蒸汽驱动汽轮机发电。
近年来,塔式光热发电技术逐渐兴起,它采用大量的定日镜将太阳光反射到塔顶的吸热器上,产生高温热能进行发电。
光伏发电技术的原理与应用近年来,随着环保意识的提高以及可再生能源的逐渐受到关注,光伏发电逐渐成为一种备受欢迎的绿色能源。
那么,光伏发电技术的原理是什么?它的应用有哪些呢?让我们一起来探讨一下。
一、光伏发电技术的原理光伏发电技术是指利用太阳光能产生电能的技术。
根据光伏发电原理的不同,可分为晶体硅光伏、非晶硅薄膜光伏和有机光伏等多种不同类型。
1. 晶体硅光伏晶体硅光伏又称为硅晶光伏,是目前应用最广泛的一种光伏技术。
晶体硅光伏板是由大面积的单晶硅或多晶硅制成的。
当太阳光照射在晶体硅板上时,晶体硅中的电子被按能量大小排列的太阳光激发,从而跃迁到P-N结两边,形成电流,并通过电路输出电能。
由于硅片制作成本高,这类发电板的价格相对较贵。
2. 非晶硅薄膜光伏与晶体硅光伏不同,非晶硅薄膜光伏使用薄膜硅制成太阳能电池板。
当阳光照射在薄膜硅上时,光能会被吸收,激发出电子,并在电场的作用下移动,形成电流,实现光-电转换。
此类电池板的优点是价格相对较低,适合大规模应用。
但由于薄膜硅光电转换效率较低,需要较大面积的电池板才能满足一定的能量需求。
3. 有机光伏有机光伏利用有机光电材料对可见光和红外辐射的光吸收和转换,将太阳能光子转化为电子,通过电路输出电流。
与非晶硅薄膜光伏相比,有机光伏电池成本更低,生产电池时的成型性好,可以生产成各种形状,但其电池板长时间使用后会较快的老化和损坏。
二、光伏发电技术的应用光伏发电作为一种绿色环保的能源,目前在全球各地都有大规模的应用。
以下是几种常见的应用形式:1. 独立光伏系统独立光伏系统是指将太阳能电池板的发电能量直接用于其驱动的设施中,不需要接入电网,是一种可移动的、不受区域限制的发电方式。
例如,偏远地区或一些线缆不通的地方,可使用独立光伏系统满足电力需求。
2. 并网光伏发电并网光伏发电是将光伏发电系统与电网连接,通过电网直接向用户提供电力,同时可以将多余的电流注入电网,实现对电网的支持。
太阳能发电技术及其应用太阳能作为一种可再生能源,近年来受到越来越多的关注。
在太阳能的利用方面,太阳能发电技术是其中最重要的一部分。
本文将探讨太阳能发电技术及其应用。
一、太阳能发电技术的分类太阳能发电技术可以分成传统太阳能发电和新型太阳能发电两类。
1.传统太阳能发电技术传统太阳能发电技术主要包括:光伏电池板产生电能的光伏发电技术、利用太阳辐射热量产生蒸汽带动涡轮发电的光热发电技术、太阳能电池热发电技术和太阳能热电发电技术。
光伏发电技术是目前普遍使用的一种太阳能发电技术,其原理是利用光电效应将太阳能转换为电能。
而光热发电技术则是利用太阳能产生热量,加热介质产生蒸汽带动涡轮发电,其发电效率相对较高。
2.新型太阳能发电技术新型太阳能发电技术包括太阳能热化学发电技术、太阳能热电光复合发电技术、太阳能电化学发电技术以及光热-光电太阳能发电技术等。
这些技术的发电效率更高,但目前仍处于研究阶段。
二、太阳能发电技术的应用领域太阳能发电技术的应用领域较广泛,主要包括:1.居民用途。
随着人们对环保意识的提升以及对能源消耗的关注,越来越多的家庭开始使用太阳能发电系统来为家庭供电。
太阳能家庭发电系统可以安装在房顶上,利用太阳能发电来为家庭供电,大大节约了能源成本。
2.农业生产。
在农村地区,太阳能发电技术可以用于电动灌溉、农村电网建设等方面,为农民提供清洁、廉价的能源。
3.工业用途。
太阳能发电技术可以用于工业生产中,为企业提供清洁能源供应,减少对环境的污染。
4.公共领域。
太阳能发电系统可以用于公共领域,如停车场、公园等地的路灯、监控摄像头等设施的供电,为城市提供更清洁、更安全的环境。
三、太阳能发电技术的优势和不足太阳能发电技术相对于传统能源有以下优势:1.太阳能是清洁、可再生的能源,不会产生二氧化碳等污染物。
2.太阳能发电无需传输,可以消除电网传输损失。
3.太阳能发电系统利用光伏电池板等组件,长期维护成本低。
4.太阳能的供应不受地理位置限制。
浅谈太阳能光伏发电技术及应用太阳电池的基本原理是光生伏特效应、系统组成、维护、故障排除。
光伏发电具有资源可再生、洁净环保等多项优势。
光伏发电系统由太阳电池板、蓄电池组、控制器、直流--交流逆变器等部分组成。
分析了各组成部分的功能,介绍了光伏发电技术在通信、工业、边远地区、应用、维护、故障排除等方面情况。
标签:光伏发电基本原理系统组成应用维护故障排除一、太阳能光伏发电现状能源是人类社会存在与发展的重要物质基础。
目前世界能源结构是以煤炭、石油、天然气等化石能源为主体的结构。
而化石能源是不可再生的资源,大量消耗终将枯竭,并且生产和消费的过程中有大量污染物排放,破坏生态环境。
为保证人类稳定、持久的能源供应,必须优化现存的以资源有限、不可再生的化石能源为主体的能源结构,建立资源无限、可以再生、多样化的新能源结构,走经济社会可持续发展之路。
为保护人类赖以生存的地球生态环境,必须采取措施减少化石能源的耗用,大力开发利用清洁、干净的新能源和可再生能源,走与生态环境和谐的绿色能源之路。
可再生能源,包括太阳能、风能、植物生能源、水能、地热能、海洋能、是广泛存在、用之不竭、可以自由素取、最终可依赖的初级能源。
直至近二三百年化石能源得以大规模开发使用之前它一直是人类赖以生存与发展的能源来源。
近年来,可再生能源的开发利用得到了日益增强的重视与支持,取得了一些重要进展,大大增强了人类在化石能源衰竭后仍能依赖可再生能源可持续发展的信心。
太阳能利用主要有光热利用、光伏利用和光化学利用这三种主要形式。
我国低温光热利用已经具有可观的规模,它成本低、使用方便、安全可靠,已经为全国广大人民所接受。
对太阳能发电的优势国内外太阳能利用现状,光伏发电的工作原理及运行方式做处出了简介,的处理本课题研究的目的与任务,光伏发电是利用半导体界面的光身伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。
这钟技术的关键元件是太阳能电池。
太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件,配合上蓄电池组、控制器、逆变器等部分就形成了光伏发电装置。
二、光伏发电的基本原理和光伏发电的主要优势太阳电池板是光伏发电系统的核心。
太阳电池板单体是光电转换的最小、单元,尺寸一般为4~200cm2不等。
太阳电池板单体的工作电压约为0.5V,工作电流约为20~25mA,功率50瓦特一般不能单独作为电源使用。
将太阳电池单体进行串并联且封装后,就成为太阳电池组件,其功率一般为几瓦至几十瓦作为电源使用的最小单元。
太阳电池组件再经过串并联并安装在支架上,就构成了太阳电池方阵,可以满足负载所要求的输出功率。
1.光伏发电的基本原理太阳能光伏发电是太阳能利用的一种重要形式,是采用太阳电池将光能转换为电能的发电方式,而且随着技术不断进步,光伏发电有可能成为最具发展前景的发电技术之一。
太阳电池的基本原理为半导体的光伏效应。
当太阳光(或其它光)照射到太阳电池上时,电池吸收光能,产生“光生电子—空穴”对。
在电池内电场作用下,光生电子和空穴被分离,从而在电池两端积累起异号电荷,即产生电压。
2.光伏发电的主要优势2.1发电原理具有先进性,即直接从光子转换到电子,没有中间过程(如热能—机械能、机械能—电磁能转换等)和机械运动,发电形式极为简捷。
2.2太阳能资源的无限和分布特性:太阳能辐射取之不尽,用之不竭,可再生并洁净环保;阳光普照大地,无处不在,无需运输,不受霸权控制。
2.3光伏发电与环境关系:光伏发电没有机械旋转部件,无噪声;没有燃烧过程,不排放温室气体和其它废气、废水,环境友好,真正的绿色发电。
2.4建造、拆卸和维护特性:模块化结构,规模大小随意,易于建造安装、拆卸迁移,而且易于随时扩大发电容量。
可实现无人值守,维护成本低。
三、光伏发电系统组成及各部分功能光伏发电系统是采用太阳电池将太阳辐射能直按转换成电能的完整的发电系统。
一般来说,它由太阳电池板、控制器、蓄电池组、直流--交流逆变器等部分组成。
1.储能蓄电池蓄电池是光伏电站的贮能装置,它将太阳电池方阵从太阳辐射能转换来的直流电转换为化学能贮存起来,以供应用。
在独立运行的光伏发电系统中,必须配备储能蓄电池,以储存和调节电能。
当日照充足而产生的电能过剩时,蓄电池将多余的电能储存起来;反之,当系VNG GFGFGB统发电量不足或负荷用电量大时,蓄电池向负载补充电能,并保持供电电压的稳定。
蓄电池是通过充电将电能转换为化学能贮存起来,使用时再将化学能转换为电能释放出来的化学电源装置。
它是用两个分离的电极浸在电解质中而成。
由还原物质构成的电极为负极,由氧化态物质构成的电极为正极。
当外电路接通两极时,氧化还原反应就在电极上进行,电极上的活性物质就分别被氧化还原了,从而释放出电能,这一过程称为放电过程。
放电之后,若有反方向电流流入电池时,就可以使两极活性物质回复到原来的化学状态,这一过程称为充电过程。
光伏电站中与太阳电池方阵配用的蓄电池组通常是在半浮充电状态下长期工作,考虑到连续阴雨天气,蓄电池的设计容量一般是电负荷日耗电量的5~10倍。
目前我国光伏发电系统配置的蓄电池多数为铅酸蓄电池。
2.充放电控制器蓄电池,尤其是铅酸蓄电池,要求在充电和放电过程中加以控制,频繁的过充电和过放电都会影响蓄电池的使用寿命。
过充电会使蓄电池大量出气(电解水),造成水份散失和活性物质的脱落;过放电则容易加速栅板的腐蚀和不可逆硫酸化。
为了保护蓄电池不受过充电和过放电的损害,则必须要有一套控制系统来防止蓄电池的过充电和过放电,称为充放电控制器。
控制器通过检测蓄电池的电压或荷电状态判断蓄电池是否已经达到过充点或过放点,并根据检测结果发出继续充、放电或终止充、放电的指令。
随着光伏发电系统容量的不断增加,用户对系统运行状态及运行方式的合理性的要求越来越高,系统的安全性也更加突出和重要。
因此,近年来设计者又赋予控制器更多的保护和监测功能。
此外,控制器在控制原理和元器件方面也有了很大发展和提高,目前先进的系统控制器已经使用了微处理器,实现了软件编程和智能控制。
3.直流—交流逆变器众所周知,整流器的功能是将50Hz的交流电整流成为直流电。
而逆变器与整流器恰好相反,它的功能是将直流电转换为交流电。
这种对应于整流的逆过程称为“逆变”。
太阳电池在阳光照射下产生直流电,然而以直流电形式供电的系统有很大的局限性。
例如,荧光灯、电视机、电冰箱、电风扇等均不能直接用直流电源供电,绝大多数动力机械也是如此。
此外,当供电系统需要升高电压或降低电压时,交流系统只需加一个变压器即可,而在直流系统中升降压技术与装置则要复杂得多。
因此,除特殊用户外,在光伏发电系统中都需要配备逆变器。
逆变器还具备自动调压或手动调压功能,可改善光伏发电系统的供电质量。
另外,光伏发电系统若要实现并网运行,则输出必须为交流。
因此,逆变器已成为光伏发电系统中不可缺少的重要设备。
在光伏系统中,要求逆变器有较高的逆变效率和可靠性,对直流输入电压有较宽的适应范围。
逆变器的输出波形有方波、阶梯波、正弦波等类型。
在中、大容量的光伏发电系统中,逆变器的输出应为失真度较小的正弦波。
这是由于在中、大容量系统中,若采用方波供电,则输出将含有较多谐波分量,高次谐波将产生附加损耗,许多光伏发电系统的负载为通信或仪表设备,这些设备对供电品质有较高的要求。
另外,当中、大容量的光伏发电系统并网运行时,为避免对公共电网的电力污染,也要求逆变器输出失真度满足要求的正弦波。
四、光伏发电系统的应用中国是光伏产业大国,中国光伏企业生产的太阳电池占据全球市场份额50%以上。
但国产太阳电池约98%出口,销往国内市场仅占很小一部分。
国内光伏系统的应用还处在初步阶段,目前主要有通信和工业应用、农村和边远地区应用、太阳能商品、光伏建筑一体化、大型荒漠光伏电站等。
今后,按照可再生能源发展规划,将逐步扩大光伏发电系统装机容量。
1.通信和工业应用主要有微波中继站、光缆通信系统、卫星通信和卫星电视接收系统、农村程控电话系统、部队通信系统、铁路和公路信号系统、灯塔和航标灯电源、气象和地震台站、水文观测系统、水闸阴极保护和石油管道阴极保护等。
2.农村和边远地区应用主要有独立光伏电站(村庄供电系统)、小型风光互补发电系统、太阳能照明灯、太阳能水泵、农村社团(学校、医院、饭店、商店、卡拉OK厅等)。
3.太阳能商品主要有太阳能路灯、太阳能庭院灯、太阳能草坪灯、太阳能喷泉、太阳能城市景观、太阳能信号标识、太阳能广告灯箱、太阳能电动汽车、太阳能游艇、太阳能钟、太阳能帽、太阳能手表、太阳能玩具等。
今后,按照可再生能源发展规划,将逐步扩大光伏发电系统装机容量。
五、光伏发电系统运行维护与组件的故障排除1.光伏发电系统运行维护1.1检查,了解运行记录,分析太阳能光伏系统的运行情况,对于光伏系统的运行状态做出判断,如发现问题,立即进行专业的维护和指导。
1.2太阳能光伏设备外观检查和内部的检查,主要涉及活动和连接部分导线,特别是大电流密度的导线、功率器件、容易锈蚀的地方等。
1.3对于逆变器应定期清洁冷却风扇并检查是否正常,定期清除机内的灰尘,检查各端子螺丝是否坚固,检查有无过热后留下的痕迹及损坏的器件,检查电线是否老化。
1.4定期检查和保持蓄电池电解液相对密度,及时更换损坏的蓄电池。
1.5有条件时可采用红外探测的方法对太阳能光伏发电方阵、线路和电器设备进行检查,找出异常发热和故障点,并及时解决。
1.6每年应对太阳能光伏发电系统进行一次系统绝缘电阻以及接地电阻的检查测试,以及对逆变控制装置进行一次全项目的电能质量和保护功能的检查和实验。
2.太阳能光伏电池组件的常见故障2.1太阳能电池组件的常见故障有:外电路断路,内部断路、旁路二级管反接、热斑效应、接线盒脱落、导线老化、导线短路、EV A与玻璃分层进水、电池玻璃破碎、电池片或电极发黄、太阳能电池被遮挡。
2.2蓄电池的常见故障及解决方法故障现象:电池壳裂纹或破裂,电池温度升高。
25度时,系统浮充电压小于每只13,5v即电池单体<2.25v。
故障原因:运输或撞击损坏,浮充电压过高,个别电池单体短路。
解决方法:更换损坏蓄电池,纠正充电系统,更换故障电池。
2.3光伏控制器的常见故障有:因电压过高造成损坏,因雷击造成损坏,功率开关晶体管器件损坏等。
可根据具体情况维修更换控制器系统。
2.4逆变器的常见故障有:因运输不当造成损坏,因极性反接造成损坏,因内部电源失效损坏等等。
可根据具体情况维修更换逆变器系统。
总得来说,通过对太阳能光伏发电的发展历程以及太阳能光伏发电应用,主要是太阳能光伏发电系统原理、组成、应用、维护及故障排除的研究,让我更加深刻的认识到发展利用可再生能源是当今世界必须要走的能源之路。
只有这样才能最大限度的降低环境污染,从而保卫我们生存的地球。