太陽能光伏發(fā)電應(yīng)用原理及在我國的前景

《太陽能光伏發(fā)電應(yīng)用原理及在我國的前景》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、太陽能光伏發(fā)電應(yīng)用原理及在我國的前景[摘要]因?yàn)槟茉炊倘保祟愰_始的新能源的開發(fā)，考慮到環(huán)境污染在尋找和開發(fā)新能源的過程中，可再生無污染成為主要要求，而符合要求的少數(shù)替代能源中，太陽能光伏發(fā)電就是其中之一，雖然在它的實(shí)際應(yīng)用方面有大大小小各種的限制和條件，但是隨著技術(shù)的發(fā)展和成本的降低，太陽能光伏發(fā)電會漸漸進(jìn)入商業(yè)化階段，我國太陽能資源豐富，發(fā)展光伏電能的條件優(yōu)勢明顯，考慮到我國目前的國情，太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展勢在必行。[關(guān)鍵詞]太陽能光伏發(fā)電基本原理系統(tǒng)組成前景中圖分類號：TM615文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-914X（2014）42-0189-016隨著常規(guī)能源不斷減少，價(jià)格不

2、段攀升，世界各國都開始了對新型能源――太陽能的利用開始發(fā)展科技，我國也適應(yīng)國際環(huán)境和國內(nèi)因素頒布了《可再生能源法》，其中太陽能光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展迅速，目前的制約因素就是成本。太陽能光伏發(fā)電造價(jià)高（每千瓦3萬元以上），發(fā)電成本貴（1.5元/千瓦時(shí)以上），但是隨著技術(shù)的發(fā)展和運(yùn)行成本的降低，以及常規(guī)能源成本的提升，終有一日太陽能光伏發(fā)電的成本會和常規(guī)能源發(fā)電成本相當(dāng)。屆時(shí)，太陽能光伏發(fā)電會全面進(jìn)入到商業(yè)階段，為了為這一天的到來做好萬全的準(zhǔn)備，我們必須提前考慮到太陽能光伏發(fā)電的優(yōu)勢，模式，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，并積極的做出改變。1.太陽電池的基本原理和光伏發(fā)電的主要優(yōu)勢1.1太陽電池的基本原理簡單來說

3、就是把采集到的太陽能轉(zhuǎn)換成可被廣泛利用的電能，而太陽能光伏發(fā)電是利用太陽能的諸多方法中最為主要的形式。太陽能電池可吸收照射到它上面的光能（太陽能）并通過半導(dǎo)體的光伏效應(yīng)產(chǎn)生光生電子―空穴對。然后光生電子和空穴在電池內(nèi)電場的作用下分離開來，并在電池兩端產(chǎn)生正負(fù)電荷，即電壓。1.2光伏發(fā)電的主要優(yōu)勢（1）建造、拆卸和維護(hù)特性：模塊化結(jié)構(gòu)，規(guī)模大小隨意，易于建造安裝、拆卸遷移，而且易于隨時(shí)擴(kuò)大發(fā)電容量?？蓪?shí)現(xiàn)無人值守，維護(hù)成本低。（2）光伏發(fā)電與環(huán)境關(guān)系：光伏發(fā)電沒有機(jī)械旋轉(zhuǎn)部件，無噪聲；沒有燃燒過程，不排放溫室氣體和其它廢氣、廢水，環(huán)境友好，真正的綠色發(fā)電。（3）太陽能資源的無限和分布特性：太陽

4、能輻射取之不盡，用之不竭，可再生并潔凈環(huán)保；陽光普照大地，無處不在，無需運(yùn)輸，不受霸權(quán)控制。6（4）發(fā)電原理具有先進(jìn)性：即直接從光子轉(zhuǎn)換到電子，沒有中間過程（如熱能―機(jī)械能、機(jī)械能―電磁能轉(zhuǎn)換等）和機(jī)械運(yùn)動，發(fā)電形式極為簡捷。2.光伏發(fā)電系統(tǒng)組成及各部分功能光伏發(fā)電系統(tǒng)是采用太陽電池將太陽輻射能直按轉(zhuǎn)換成電能的完整的發(fā)電系統(tǒng)。組成部分：太陽電池方陣、控制器、蓄電池組、直流--交流逆變器等。2.1充放電控制器此為蓄電池的控制中心，通過檢測電壓和電荷的狀況確定蓄電池是否達(dá)到過充點(diǎn)或者是過放點(diǎn)，然后根據(jù)檢測出的情況發(fā)出繼續(xù)充電、放電或者終止的指令。在蓄電池的使用過程中，太過高頻率的過充電和過放電會

5、很明顯的減少電池的使用壽命，過充電的時(shí)候，電池會大量出氣，造成水分的散失和活性物質(zhì)脫落，而在過放電的時(shí)候會很明顯加速不可逆硫酸化以及柵板腐蝕，為了防止保護(hù)蓄電池不收過放電和過充電的危害，充放電控制器是必須的，也是必要的，而在近幾年，聰明的設(shè)計(jì)者為了應(yīng)對太陽能光伏系統(tǒng)電池容量不斷增加和用戶對系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的要求，給控制器增加了保護(hù)和監(jiān)測的功能，使得充放電控制器在技術(shù)層面有了很大的提升，目前很多的發(fā)達(dá)國家使用的控制器里面已經(jīng)安裝了微處理器，實(shí)現(xiàn)了軟件智能控制。2.2直流―交流逆變器6此為應(yīng)用端的必備，太陽能光伏電池在日照下產(chǎn)生電能，而這時(shí)候產(chǎn)生的電能是直流電的形式，直流電作為供電用電是有很大的限制

6、的，冰箱，電視機(jī)，風(fēng)扇這些我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｓ玫碾娖鞫紵o法直接利用直流電，需要通過復(fù)雜的升降壓技術(shù)，并且裝置復(fù)雜給后期維護(hù)造成極大的困難。在除去特別的要求外，日常的光伏發(fā)電系統(tǒng)都是要陪備直流交流逆變器的，把直流電流改成交流電流，而交流電流只需一個(gè)變壓器就可以了，設(shè)備要簡單及操作，后期維護(hù)也省時(shí)省力。現(xiàn)在的逆變器還擁有了手動和自動調(diào)壓的功能，通過這些方式來改良太陽能光伏發(fā)電的質(zhì)量，為用戶提供更好的服務(wù)。2.3儲能蓄電池此為太陽能光伏電站的貯能裝置，能起到儲存電能和穩(wěn)定電壓的作用，運(yùn)行原理是將吸收的太陽能轉(zhuǎn)換來的直流電能用化學(xué)能的方式存儲以待使用。當(dāng)日照時(shí)間長，光能充足的時(shí)候可以將多余的電力存儲起

7、來，相反的，當(dāng)日照時(shí)間不足，電能不夠的時(shí)候，儲存的電能會自動補(bǔ)充給負(fù)載電能，以維持電壓的穩(wěn)定，是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中必備的設(shè)備。2.4太陽能電池組件及方陣6此為太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的最主要部分，即核心。太陽電池單體是光電轉(zhuǎn)換的最小單元，尺寸一般為4～200cm2。工作電流大概為20～25mA，單體的工作電壓大概是為0.5V，單個(gè)的太陽能電池組件不作為單獨(dú)的電源，而是將單體經(jīng)行串聯(lián)組合封裝后，成為太陽能電池組件來