淺議太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)和展望

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1、淺議太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)和展望　　摘要:我國(guó)幅員遼闊，可利用的太陽(yáng)能多，太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)已經(jīng)大大提高了轉(zhuǎn)換率，因此光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景看好。隨著電價(jià)補(bǔ)貼和光伏發(fā)電的使用時(shí)間增加，未來太陽(yáng)能發(fā)電成本有可能降到和常規(guī)電價(jià)相近的水平。另一方面我國(guó)石油、煤炭、天然氣等不可再生能源不斷減少，太陽(yáng)能等清潔能源的開發(fā)利用是未來能源發(fā)展必然的方向。關(guān)鍵詞:太陽(yáng)能;光伏發(fā)電;技術(shù)中圖分類號(hào)：TK511文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的相關(guān)概念太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，是將太陽(yáng)能通過光生伏打效應(yīng)來將其轉(zhuǎn)換為電能的，由太陽(yáng)能電池方陣，交直流配電柜，蓄電池組，逆變器、支架系統(tǒng)及電纜等其他BOS所組成。太陽(yáng)

2、能電池作為太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的重要組成部分，起著能量轉(zhuǎn)換的作用，能夠?qū)⑻?yáng)光或其他任何能夠發(fā)光物體的光通過吸收，將這些光能轉(zhuǎn)變成電能的器件。太陽(yáng)能電池多為硅電池。接下來我們來介紹一下太陽(yáng)能電池原材料的特點(diǎn)。電池片為保證太陽(yáng)能電池板的發(fā)電功率，采用單晶硅的太陽(yáng)能片來進(jìn)行封裝；玻璃更是要采用透光率在91%以上的低鐵鋼化絨面玻璃，在保證耐紫外線輻射的情況下，使得透光率依然不下降；EVA8膜層作為密封劑和連接劑，在保證高透光率的同時(shí)，還要具有抗氧化、抗紫外線和固化的能力。太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)中的逆變器則是將直流電轉(zhuǎn)變成交流電的裝置。太陽(yáng)能電池所轉(zhuǎn)化成的電能是直流電，而我們通常所用的負(fù)載都應(yīng)該是交流負(fù)

3、載，這個(gè)時(shí)候，逆變器就是必不可少的設(shè)備了。逆變器按照不同的分類方式可分為并網(wǎng)逆變器和獨(dú)立運(yùn)行逆變器；正弦逆變器和方波逆變器。蓄電池組主要運(yùn)用在獨(dú)立型系統(tǒng)及微網(wǎng)系統(tǒng)中，其作用是儲(chǔ)存太陽(yáng)能電池方陣受光照時(shí)發(fā)出的電能并可隨時(shí)向負(fù)載供電。能源結(jié)構(gòu)在21世紀(jì)發(fā)生了很大的變化。太陽(yáng)能壽命長(zhǎng)、儲(chǔ)量大和經(jīng)濟(jì)環(huán)保的特點(diǎn)，在逐漸重視的同時(shí)，使用的范圍也越來越廣泛。目前，主要在無法供電的偏遠(yuǎn)地區(qū)和發(fā)達(dá)城市的公共設(shè)施主要來運(yùn)用光伏發(fā)電系統(tǒng)。與此同時(shí)，由國(guó)家發(fā)改委發(fā)布的《可再生能源能源中長(zhǎng)期發(fā)展計(jì)劃》及各項(xiàng)補(bǔ)貼政策相繼提出，結(jié)合中國(guó)光照能源分布及聯(lián)網(wǎng)供電發(fā)展的趨勢(shì)所向，為今后大規(guī)模運(yùn)用光伏并網(wǎng)系統(tǒng)提供了有力的資金及

4、政策保障措施，大型并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的建設(shè)在中國(guó)取得了飛速發(fā)展。2太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)2.1太陽(yáng)光伏發(fā)電技術(shù)原理太陽(yáng)能電池是太陽(yáng)能光伏企業(yè)的核心設(shè)備，光伏發(fā)電利用太陽(yáng)能電池將光能直接轉(zhuǎn)換成電能。1839年Becquerel8發(fā)現(xiàn)了光生伏打效應(yīng)，為太陽(yáng)能電池的產(chǎn)生奠定了基礎(chǔ)。太陽(yáng)能電池芯片的PN結(jié)被光照射后，高能狀態(tài)下的電子吸收了光能，被激發(fā)成為自由電子，自由電子在晶體里移動(dòng)，余下的空穴也圍繞晶體移動(dòng)，自由電子在N結(jié)聚集，空穴在P結(jié)聚集，由此PN結(jié)間形成電勢(shì)差，從而可以作為電源使用。2.2太陽(yáng)能電池提高太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)的關(guān)鍵是提高太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)化率。太陽(yáng)能電池主要分為硅基太陽(yáng)、化合物半導(dǎo)體電池

5、。2.2.1硅基電池電池和化學(xué)電池是目前商業(yè)化最成熟的太陽(yáng)電池。硅基太陽(yáng)電池分為晶體硅和非晶硅電池，晶體硅可分為多晶硅電池和單晶硅電池，單晶硅光伏電池雖然轉(zhuǎn)換效率高，穩(wěn)定性好但是成本也比較高，多晶硅電池雖然轉(zhuǎn)換率低些，但是以其較高的性價(jià)比成為市場(chǎng)上最主要的光伏太陽(yáng)能電池。晶硅光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展的方向主要是硅薄膜光伏發(fā)電。硅薄膜太陽(yáng)電池的是指將硅膜放在其他材料比如玻璃等做成的支持襯底上制成的太陽(yáng)能電池，相對(duì)傳統(tǒng)的晶硅太陽(yáng)能電池而言，生產(chǎn)硅薄太陽(yáng)能膜電池所需的硅材料少，成本低，能耗小但是生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜。2.2.2化合物半導(dǎo)體電池半導(dǎo)體硅的價(jià)格比較貴，相對(duì)而言化合物半導(dǎo)體的成本就比較低了，化合

6、物半導(dǎo)體電池主要有CdTe電池和CIGS8電池。這些化合物半導(dǎo)的體能隙寬度可以方便的調(diào)節(jié)，從而與太陽(yáng)光譜匹配，將更多的光能轉(zhuǎn)換為電能。理論上CdTe電池的光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)30%，而且性能穩(wěn)定，原材料價(jià)格低廉。另外，金屬鎘Cd具有毒性，會(huì)嚴(yán)重的污染環(huán)境，根據(jù)有關(guān)研究結(jié)果，生產(chǎn)相同多的電量，CdTe與煤、石油和晶體硅電池相比，排放的鎘等重金屬的量是最低的。2.3太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)由太陽(yáng)能光伏電池板、儲(chǔ)電裝備、控制器存和逆變器構(gòu)成，包含了電能變換系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)。太陽(yáng)能通過太陽(yáng)能光伏電池板被轉(zhuǎn)換為電能，并通過逆變器轉(zhuǎn)換后可以提供給負(fù)載用戶使用。2.3.1獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)獨(dú)立光伏發(fā)

7、電系統(tǒng)是獨(dú)立運(yùn)行的發(fā)電系統(tǒng)，不與電網(wǎng)相連，一般建設(shè)在遠(yuǎn)離電力系統(tǒng)的邊遠(yuǎn)地區(qū)或者作為野外移動(dòng)式電源使用。獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)將白天生產(chǎn)的部分電能存儲(chǔ)在蓄電池里，晚上釋放出來使用，對(duì)沒有條件接入電網(wǎng)的居民而言是很好的選擇。但是在實(shí)際應(yīng)用過程中，因?yàn)楠?dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)供電不穩(wěn)定，通常會(huì)建立一個(gè)普通電站輔助，這提高了光伏發(fā)電的成本，也與利用清潔能源發(fā)電的目的背道而馳。2.3.2并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)8并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)是指將光伏發(fā)電設(shè)備與電網(wǎng)