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1、光伏發(fā)電應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)分析一、背景信息隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，石油、煤炭等能源被大量消耗，能源短缺與環(huán)境污染等問(wèn)題口益突出。作為21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ目稍偕茉?，太?yáng)能因其清潔、安全、便利、高效的特點(diǎn)，受到世界各國(guó)的重點(diǎn)關(guān)注與發(fā)展。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)能有以下優(yōu)勢(shì)：取之不盡，用之不竭；無(wú)噪聲、污染；可靠性高、使用壽命長(zhǎng)；方便靈活，可以很隨意設(shè)置容量大小。由于以上特點(diǎn)，太陽(yáng)能逐漸在全世界范圍得到推廣，成為最理想的清潔能源，具有廣闊的發(fā)展前景。常用的太陽(yáng)能應(yīng)用主要有光熱轉(zhuǎn)換與光電轉(zhuǎn)換兩種方式，其中光熱轉(zhuǎn)換由于原理
2、簡(jiǎn)單、應(yīng)用廣泛而被人們所熟知；相對(duì)來(lái)說(shuō)，光電轉(zhuǎn)換則是聽(tīng)說(shuō)的多、了解的少。本文主要對(duì)光電轉(zhuǎn)換（光伏發(fā)電）做一個(gè)簡(jiǎn)要的介紹。二、基本原理太陽(yáng)能發(fā)電（光伏發(fā)電）是指利用太陽(yáng)能電池的光伏效應(yīng)，將太陽(yáng)光能直接轉(zhuǎn)化為電能的一種技術(shù)。光伏效應(yīng)是指由硅材料摻雜其它雜質(zhì)形成的太陽(yáng)能電池包含許多P-N結(jié)，當(dāng)太陽(yáng)光照射在P-N結(jié)上時(shí)可以產(chǎn)生可自由移動(dòng)的空穴-電子對(duì)，在卩-N結(jié)電場(chǎng)的作用下，空穴由N區(qū)流向卩區(qū)，電子由P區(qū)流向N區(qū)，形成壓降，接通電路后就就會(huì)形成電流。將若干太陽(yáng)能電池封裝在一起形成光伏組件，將數(shù)量不同的光伏組
3、件串聯(lián)或者并聯(lián)在一起，則可以產(chǎn)出所需的功率。三、光伏發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成按并網(wǎng)與否，光伏發(fā)電系統(tǒng)分為并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)和獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)，獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)是在并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了蓄電池組。光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件為光伏組件陣列、逆變器、控制器、蓄電池等。光伏系統(tǒng)各部分的作用如下：四、光伏組件陣列光伏組件是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，也是價(jià)值最高的部分，光伏組件中最核心的部分則是太陽(yáng)能電池。光伏組件的作用是利用光伏效應(yīng)，將太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)換為電能。按牛產(chǎn)工藝技術(shù)，耳前常見(jiàn)的太陽(yáng)能電池主要分為晶硅電池和薄膜電池，其中晶硅電池
4、主要分為單晶硅、多晶硅、類(lèi)單晶等，薄膜電池主要分為非晶硅薄膜電池、片申化稼薄膜電池、銅鋼鐐硒薄膜電池等。不同太陽(yáng)能電池的區(qū)別主要體現(xiàn)在生產(chǎn)工藝上，其所用的發(fā)電原理相同。五、逆變器由于光伏組件所發(fā)的電能為直流電，而大多數(shù)負(fù)載及電網(wǎng)系統(tǒng)傳輸?shù)木鶠榻涣麟?，因此需要使用逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為滿(mǎn)足要求的交流電。除此之外，逆變器還具有最大限度地發(fā)揮太陽(yáng)電池性能的功能和系統(tǒng)故障保護(hù)功能，歸納起來(lái)主要功能有自動(dòng)運(yùn)行和停機(jī)、最大功率跟蹤控制、防單獨(dú)運(yùn)行（并網(wǎng)系統(tǒng)用）、自動(dòng)電壓調(diào)整（并網(wǎng)系統(tǒng)用）、直流檢測(cè)（并網(wǎng)系統(tǒng)用）、
5、直流接地檢測(cè)（并網(wǎng)系統(tǒng)用）。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)。按輸出波型，可分為方波逆變器和正眩波逆變器，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)，止弦波逆變器成本高，但可以適用于各種負(fù)載。六、蓄電池組光伏系統(tǒng)中的蓄電池起著儲(chǔ)存和調(diào)節(jié)電能的作用，當(dāng)光照充足組件陣列產(chǎn)生的能量較多時(shí)，蓄電池組將多余的電能儲(chǔ)存起來(lái)；當(dāng)系統(tǒng)發(fā)電量不足或負(fù)載用電量較
6、大時(shí)，蓄電池組向負(fù)載補(bǔ)充電能，并保持供電電壓的穩(wěn)定。為保證更好的使用光伏系統(tǒng)所發(fā)電，我們所選取的蓄電池應(yīng)該有以下特點(diǎn)：使用壽命長(zhǎng)、充電效率高、深放電能力強(qiáng)、自放電率低、工作溫度范圍寬、價(jià)格低廉、維護(hù)簡(jiǎn)單。七、控制器控制器會(huì)根據(jù)輻照強(qiáng)度和負(fù)載大小的變化，不斷切換和調(diào)整蓄電池的工作狀態(tài)，使英在充電、放電或浮充電等多種狀態(tài)下交替運(yùn)行，從而保證光伏電站工作的連續(xù)性和穩(wěn)定性；通過(guò)檢測(cè)蓄電池的工作狀態(tài)，發(fā)出蓄電池繼續(xù)/停止充電、繼續(xù)/減少/停止放電的指令，保護(hù)蓄電池組不受過(guò)度充電和放電的影響。除此之外，控制器還
7、具多種保護(hù)和監(jiān)測(cè)功能，控制器是整個(gè)電站的控制中樞，它的運(yùn)行狀況直接影響整個(gè)電站的可靠性，是系統(tǒng)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和安裝過(guò)程中需要特別注意的關(guān)鍵部分。我們?cè)賹?duì)控制器設(shè)計(jì)選型時(shí)，必須考慮到控制器是否能夠?qū)夥娬镜碾娔茏儞Q和蓄電池充、放電進(jìn)行?優(yōu)化控制和管理，只有選擇了合適的類(lèi)型，才能提高光伏電站的安全可靠性，為用戶(hù)提供更好的用電質(zhì)量。八、投資成木分析近兩年，隨著國(guó)內(nèi)光伏發(fā)電市場(chǎng)爆發(fā)式增長(zhǎng)，投資家用光伏電站成為越來(lái)越多人的選擇。所謂家用光伏電站，就是利用家庭現(xiàn)有建筑物上的閑置資源，如屋頂、墻壁立面、陽(yáng)臺(tái)、院落等
8、，安裝和使用光伏發(fā)電系統(tǒng)。它能直接將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成電能，是國(guó)家大力提倡和推廣的清潔能源利用方式。此類(lèi)投資方式不光擁有減少碳排放、保護(hù)環(huán)境的成就感，還擁有較為客觀的投資回報(bào)率。以英利最近推出的Innergy-5.lkW家用光伏電站為例，此光伏電站使用多晶255W光伏組件安裝在閑置屋頂、水泥屋頂、彩鋼屋頂或者瓦式屋頂上，所需屋頂血積約為40-60平方米。根據(jù)《國(guó)家能源局關(guān)于進(jìn)一步落實(shí)分布式光伏發(fā)電有關(guān)政策的通知》（2014年9月20日）的發(fā)文規(guī)定，分布式光伏發(fā)電項(xiàng)冃可選擇“
