盤點提高光伏發(fā)電系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率的幾種方法

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1、盤點提高光伏電池轉(zhuǎn)換效率的若干方法OFweek太陽能光伏網(wǎng)訊：我們這幾天打開網(wǎng)站，搜索光伏行業(yè)相關(guān)新聞，鋪天蓋地的都是關(guān)于美對華的“雙反”初裁，各位是不是有種視覺疲勞的感覺呢？下面，咱就換換口味，隨小編一起來了解下提高光伏發(fā)電效率的幾種方法吧。在這之前，我們先了解下光伏發(fā)電系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識。光伏發(fā)電是太陽能發(fā)電的一個主要方式，它利用太陽光照射在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的光伏電池上產(chǎn)生光生伏特效應(yīng)，將光能直接轉(zhuǎn)換成電能。典型的光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由光伏陣列組件、充放電控制器、儲能裝置和負載等組成。經(jīng)過光伏組件得到的電能受外界環(huán)境因素的影響很不穩(wěn)定，需要經(jīng)過DC

2、-DC轉(zhuǎn)換器將不穩(wěn)定的直流電源轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電源，從而輸送到蓄電池進行保存或者直接供給負載使用。目前比較常見的提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率手段主要有：提高光電轉(zhuǎn)換效率、提高光板有效接受面積和最大功率點跟蹤技術(shù)等。光電轉(zhuǎn)換效率一直以來，光伏發(fā)電行業(yè)都是以半導(dǎo)體行業(yè)為標(biāo)準(zhǔn)，但事實上，半導(dǎo)體超高純度的標(biāo)準(zhǔn)遠遠超出太陽能電池制造所需要的標(biāo)準(zhǔn)，這種情況造成了晶硅電池生產(chǎn)的高成本。而且光電轉(zhuǎn)換效率較低，占市場份額最多的晶體硅光伏電池，轉(zhuǎn)換效率最高可接近25%，另一方面光伏電池容易受外界環(huán)境因素的影響而導(dǎo)致功率損失。比較典型的晶體電池有：N型單體電池、P型

3、單體電池、多晶電池、薄膜電池等。從表中可以看出，除了砷化鎵薄膜太陽能電池外，晶硅太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率較薄膜太陽能電池高，然而由于原材料多晶硅的供應(yīng)能力有限，加上國際投資者的炒作，導(dǎo)致國際市場上多晶硅價格一路攀升，雖然近幾年來價格有所下跌，但這種震蕩的現(xiàn)狀給光伏產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展帶來影響。而砷化鎵電池的人理論轉(zhuǎn)換效率可以達到40%，但是其較硅質(zhì)在物理性質(zhì)上要更脆的特性，使得其加工時比較容易碎裂。在應(yīng)用上常把其制成薄膜，并使用襯底（常用Ge[鍺]），來對抗其在這一方面的不利，但是也增加了技術(shù)的復(fù)雜度。附上晶硅電池的產(chǎn)業(yè)化最高轉(zhuǎn)換效率統(tǒng)計表。受制作工藝

4、水平以及成本的影響，太陽能電池組件的光電轉(zhuǎn)換效率提升空間不大，因此可以在其他方面提升系統(tǒng)的發(fā)電效率。提高光板有效接受面積制約太陽能光伏發(fā)電的主要因素除了上文所提的光電轉(zhuǎn)換成本高外，還有發(fā)電量波動大以及不適合遠距離輸送等因素。采用提高光板有效接受面積的手段可以延長太陽能發(fā)電時間，增加發(fā)電量，一定程度上降低發(fā)電量的波動，從而降低太陽能發(fā)電成本。跟蹤原理：光電強度與光入射時與電池板表面的夾角有關(guān)，當(dāng)其夾角越接近直角時，光電轉(zhuǎn)換效率越好。因此，使太陽能入射角始終保持與太陽能電池板的垂直，可以提高太陽能電池板的發(fā)電效率。而太陽能自動跟蹤系統(tǒng)的主要部分通

5、常由控制部件和轉(zhuǎn)動調(diào)級部件組成?？刂撇考淖饔檬菍⑻柤磿r位置坐標(biāo)參數(shù)直接或間接輸出給轉(zhuǎn)動調(diào)級部件。轉(zhuǎn)動調(diào)級部件的主要作用是將控制部件給出的信號進過調(diào)級處理或分解后用于驅(qū)動光線采集器的采集面——也就是太陽能電池組件始終與太陽光線垂直。技術(shù)分類：根據(jù)控制部件中控制信號產(chǎn)生的方式，廣義上可將跟蹤技術(shù)分為主動式、被動式和混合式三類。主動式跟蹤是利用控制器中預(yù)先存儲的與當(dāng)?shù)亟?jīng)緯度相關(guān)的太陽運動的軌跡函數(shù)，由實時時鐘來獲得精確的時間信號，從而計算出不同時刻太陽的高度角與方位角。該方法雖能提高太陽能利用率，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本比被動跟蹤器高。被動跟蹤系統(tǒng)則是

6、采用光強控制法，利用光敏元件和傳感器進行信號調(diào)節(jié)，被動地跟隨太陽轉(zhuǎn)動。被動跟蹤信號時信號采集都是由傳感器完成，因此在多云或者陰天環(huán)境下回出現(xiàn)無法跟蹤的問題。此外由于光敏傳感器處在室外環(huán)境中，易受灰塵、熱斑等因素的影響，使暗電流發(fā)生變化，從而導(dǎo)致所提供的跟蹤信號不穩(wěn)定。另外，根據(jù)轉(zhuǎn)動調(diào)集部件中所含轉(zhuǎn)動軸的個數(shù)，將跟蹤技術(shù)分為單軸跟蹤和雙軸跟蹤。通常的單軸跟蹤都是控制方位角，即光線采集器跟蹤太陽由東向西旋轉(zhuǎn)以達到跟蹤目的。與雙軸跟蹤相比，單軸跟蹤結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，但太陽高度角的變化需要人工調(diào)整。雙軸跟蹤通常同時控制方位角和高度角，即將控制部件

7、中輸出的太陽方位角信號和高度角信號分別經(jīng)轉(zhuǎn)動調(diào)級部件處理后同時控制光線采集器既跟蹤太陽由東向西旋轉(zhuǎn)，又跟蹤太陽在一年四季中仰角的變化。附上跟蹤式發(fā)電量與固定式發(fā)電比較統(tǒng)計表。對光伏發(fā)電系統(tǒng)來說，采用跟蹤系統(tǒng)可增加發(fā)電量20%~40%，有利于降低發(fā)電系統(tǒng)成本以及電網(wǎng)波動。但現(xiàn)有報道很少涉及有跟蹤系統(tǒng)而附加的電力消耗。并且由于光線采集器的應(yīng)用目的和環(huán)境不同，對跟蹤器的要求也不同，所以對跟蹤器的選用不能一概而論。跟蹤方式測試方法能量增加單軸實測20.00%單軸實測20.00%/d單軸實測18.20%/a單軸實測33.10%/d單軸電腦模擬(10%~

8、20%)/季度單軸實測20.00%/a單軸實測30%~45%雙軸實測40.00%雙軸實測30.00%/d雙軸實測40.00%雙軸實測23.90%/a雙軸實測25.3