太阳能光伏发电 开发绿色新能源

   光伏发电是利用界面的而将直接转变为电能的一种技术。主要由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成,主要部件由电子元器件构成。太阳能电池经过后进行封装保护可形成大面积的组件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。

光伏发电的主要原理是半导体的光电效应。光子照射到金属上时,它的能量可以被金属中某个电子全部吸收,电子吸收的能量足够大,能克服金属内部引力做功,离开金属表面逃逸出来,成为光电子。硅原子有4个外层电子,如果在纯硅中掺入有5个外层电子的原子如磷原子,就成为N型半导体;若在纯硅中掺入有3个外层电子的原子如硼原子,形成P型半导体。当P型和N型结合在一起时,接触面就会形成电势差,成为太阳能电池。当太阳光照射到PN结后,空穴由P极区往N极区移动,电子由N极区向P极区移动,形成电流。

光电效应就是光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。它首先是由光子(光波)转化为电子、光能量转化为电能量的过程;其次,是形成电压过程。

光伏发电原理图

多晶硅经过铸锭、破锭、切片等程序后,制作成待加工的硅片。在硅片上掺杂和扩散微量的硼、磷等,就形成PN结。然后采用丝网印刷,将精配好的银浆印在硅片上做成栅线,经过烧结,同时制成背电极,并在有栅线的面涂一层防反射涂层,电池片就至此制成。电池片排列组合成电池组件,就组成了大的电路板。一般在组件四周包铝框,正面覆盖玻璃,反面安装电极。有了电池组件和其他辅助设备,就可以组成发电系统。为了将直流电转化交流电,需要安装电流转换器。发电后可用蓄电池存储,也可输入公共电网。发电系统成本中,电池组件约占50%,电流转换器、安装费、其他辅助部件以及其他费用占另外 50%

优点

无论从世界还是从中国来看,常规能源都是很有限的。中国的一次能源储量远远低于世界的平均水平,大约只有世界总储量的10%。太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源,具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点,在长期的能源战略中具有重要地位。

与常用的系统相比,光伏发电的优点主要体现在:

无枯竭危险;

安全可靠,无噪声,无污染排放外,绝对干净(无公害);

不受地域的限制,可利用建筑屋面的优势;例如,无电地区,以及地形复杂地区;

无需消耗燃料和架设即可就地发电供电;

能源质量高;

使用者从感情上容易接受;

建设周期短,获取能源花费的时间短。

结构组成

光伏发电系统是由太阳能电池方阵,,充放电控制器,,交流配电柜,控制系统等设备组成。其部分设备的作用是:

电池方阵

在有光照(无论是太阳光,还是其它发光体产生的光照)情况下,电池吸收,电池两端出现异号电荷的积累,即产生光生电压,这就是。在光生伏特效应的作用下,太阳能电池的两端产生电动势,将光能转换成,是能量转换的器件。太阳能电池一般为硅电池,分为,多晶硅太阳能电池和三种。

蓄电池组

其作用是贮存太阳能电池方阵受光照时发出的电能并可随时向负载供电。太阳能电池发电对所用蓄电池组的基本要求是:a.自放电率低;b.使用寿命长;c.深放电能力强;d.充电效率高;e.少维护或免维护;f.工作温度范围宽;g.价格低廉。

控制器

是能自动防止蓄电池过充电和过放电的设备。由于蓄电池的循环充放电次数及放电深度是决定蓄电池使用寿命的重要因素,因此能控制蓄电池组过充电或过放电的充放电控制器是必不可少的设备。

逆变器

是将直流电转换成的设备。由于太阳能电池和蓄电池是直流电源,

而负载是交流负载时,逆变器是必不可少的。逆变器按运行方式,可分为独立运行逆变器和。独立运行逆变器用于独立运行的,为独立负载供电。并网逆变器用于并网运行的太阳能电池发电系统。逆变器按输出波型可分为方波逆变器和。方波逆变器电路简单,造价低,但分量大,一般用于几百瓦以下和对谐波要求不高的系统。正弦波逆变器成本高,但可以适用于各种负载。