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太阳能设备是怎样进行发电的

放大字体  缩小字体 发布日期:2014-08-08  作者:鑫椤资讯
  太阳能发电系统主要包括:太阳能电池组件(阵列)、太阳能控制器、蓄电池、逆变器、用户即照明负载等组成。其中,太阳能电池组件和蓄电池为电源系统,太阳能控制器和逆变器为控制维护系统,负载为系统终端。

1.1 太阳能电源系统
太阳能电池与蓄电池组成系统的电源单元,因而蓄电池性能直接影响着系统工作特性。
  (1) 电池单元:
由于技术和资料缘由,单一电池的发电量是非常有限的,适用中的太阳能电池是单一电池经串、并联组成的电池系统,称为电池组件(阵列)。单一电池是一只硅晶体二极管,依据半导体资料的电子学特性,当太阳光映照到由P型和N型两种不同导电类型的同质半导体资料构成的P-N结上时,在一定的条件下,太阳能辐 射被半导体资料吸收,在导带和价带中产生非均衡载流子即电子和空穴。同于P-N结势垒区存在着较强的内建静电场,因此能在光照下构成电流密度J,短路电流 Isc,开路电压Uoc。若在内建电场的两侧面引出电极并接上负载,理论上讲由P-N结、衔接电路和负载构成的回路,就有“光生电流”流过,太阳能电池组件就完成了对负载的功率P输出。
理论研讨标明,太阳能电池组件的峰值功率Pk,由当地的太阳均匀辐射强度与末端的用电负荷(需电量)决议。
  (2) 电能贮存单元:
太阳能电池产生的直流电先进入蓄电池贮存,蓄电池的特性影响着系统的工作效率和特性。蓄电池技术是非常成熟的,但其容量要遭到末端需电量,日照时间(发电时间)的影响。因而蓄电池瓦时容量和安时容量由预定的连续无日照时间决议。
 1.2 太阳能控制器
太阳能控制器的主要功用是使太阳能发 电系统一直处于发电的最大功率点左近,以取得最高效率。而充电控制通常采用脉冲宽度调制技术即PWM控制方式,使整个系统一直运转于最大功率点Pm左近区 域。放电控制主要是指当电池缺电、系统毛病,如电池开路或接反时切断开关。目前日立公司研制出了既能跟踪调控点Pm,又能跟踪太阳挪动参数的“向日葵”式 控制器,将固定电池组件的效率进步了50%左右。
  1.3 DC-AC逆变器
逆变器按鼓励方式,可分为自激式振荡逆变和他激式振荡逆变。主要功用是将蓄电池的直流
电逆变成交流电。经过全桥电路,普通采用SPWM处置器经过调制、滤波、升压等,得到与照
明负载频率f,额定电压UN等匹配的正弦交流电供系统终端用户运用。
2、太阳能发电系统的效率
太阳能发电系统中,系统的总效率ηese由电池组件的PV转换率、太阳能控制器效率、蓄电池效率、逆变器效率及负载的效率等组成。但相关于太阳能电池技术来讲,要比太阳能控制器、逆变器及照明负载等其它单元的技术及消费程度要成熟得多,而且目前系统的转换率只要17%左右。因而进步电池组件的转换率,降低单位功率造价是太阳能发电产业化的重点和难点。太阳能电池问世以来,晶体硅作为主角资料坚持着统治位置。目前对硅电池转换率的研讨,主要盘绕着加大吸能面,如双面电池,减小反射;运用吸杂技术减小半导体资料的复合;电池超薄型化;改良理论,树立新模型;聚光电池等。
  3、太阳能发电应用。
  3.1 发电--建筑照明一体化
目前胜利地把太阳能组件和建筑构件加以整合,如太阳能屋面(顶)、墙壁及门窗等,完成了“光伏--建筑照明一体化(BIPV)”。1997年6月,美国宣布了以总统命名的“太阳能百万屋顶方案”,在2010年以前为100万座住宅施行太阳能发电系统。日本“新阳光方案”已在2000年以前将光伏建筑组件装机本钱降到170~210日元/W,太阳能电池年产量达10MW,电池本钱降到25~30日元/W。1999年5月14日,德国仅用一年两个月建成了全球首座零排放太阳能电池组件厂,完整用可再生能源提供电力,消费中不排放CO2。工厂的南墙面为约10m高的PV阵列玻璃幕墙,包括屋顶PV组件,整个工厂建筑装有575m2的太阳能电 池组件,仅此可为该建筑提供三分之一以上的电能,其墙面和屋顶PV组件外型、颜色、建筑作风与建筑物的分离,与四周的自然环境的整合到达了非常圆满的谐 和。该建筑另有约45kW容量,由以自然状态的菜子油作燃料的热电厂提供,经设计熄灭菜子油时产生的CO2与油菜生长所需的CO2根本均衡,是一座真正意 义上的零排放工厂。BIPV还注重建筑装饰艺术方面的研讨,在捷克由德国WIP公司和捷克协作,建成了世界第一面彩色PV幕墙。印度西孟加拉邦为一无电岛 117家村民装置了12.5kW的BIPV。国内常州天合铝板幕墙制造有限公司研制胜利一种“太阳房”,把发电、节能、环保、增值融于一房,胜利地把光电 技术与建筑技术分离起来,称为太阳能建筑系统(SPBS),SPBS已于2000年9月20日经过专家论证。近日在上海浦东建成了国内首座太阳能--照明一体化的公厕,一切用电由屋顶太阳能电池提供。这将有力地推进太阳能建筑节能产业化与市场化的进程。
  3.2 绿色照明光源研讨
绿色照明系统优化设计,请求低能耗下取得高的光效输出,并延长灯的运用寿命。因而DC-AC逆变器设计,应取得合理的灯丝预热时间和鼓励灯管的电压和电流波形。目前处在研讨开发中的太阳能照 明光源鼓励方式有四种典型电路:①自激推挽振荡电路,经过灯丝串联启辉器预热启动。该光源系统的主要参数是:输入电压DC=12V,输出光 效>495Lm/支,灯管额定效率9W,有效寿命3200h,连续开启次数>1000次。②自激推挽振荡(简单式)电路,该光源系统的主要参数是:输入电 压DC=12V,灯管功率9W,输出光效315Lm/支,连续启动次数>1500次。③自激单管振荡电路,灯丝串联继电器预热启动方式。④自激单管振荡 (简单式)电路等方式的高效节能绿色光源。
绿色能源和可持续开展问题是本世纪人类面临的严重课题,开发新能源,对现有能源的充沛合理应用曾经得到各国政府的极大注重。太阳能发电作为一种取之不尽,用之不竭的清洁环保能源将得到史无前例的开展。随着太阳能产业化进程和技术开发的深化,它的效率、性价比将得到进步,它在包括BIPV在内的各个范畴都将得到普遍的应用,也将极大地推进中国“绿色照明工程”的快速开展。
 
关于我们:中国化学与物理电源行业协会(China Industrial Association of Power Sources,缩写:CIAPS) 是由电池行业企(事)业单位自愿组成的全国性、行业性、非营利性的社会组织。协会成立于1989年12月,现有530多家会员单位,下设碱性蓄电池与新型化学电源分会、酸性蓄电池分会、锂电池分会、太阳能光伏分会、干电池工作委员会、电源配件分会、移动电源分会、储能应用分会、动力电池应用分会和电池隔膜分会等十个分支机构。
本会专业范围包括:铅酸蓄电池、镉镍蓄电池、氢镍蓄电池、锌锰碱锰电池、锂一次电池、锂离子电池、太阳电池、燃料电池、锌银电池、热电池、超级电容器、温差发电器及其他各种新型电池、电池系统解决方案,以及各类电池用原材料、零配件、生产设备、测试仪器和电池管理系统等。

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