想要安裝一個(gè)能太陽能發(fā)電的系統(tǒng)非常簡單,主要需要五樣?xùn)|西:
1.太陽能電池板
2.太陽能支架
3.電纜線
4.光伏逆變器
5.電網(wǎng)公司負(fù)責(zé)安裝的計(jì)量電表
在這里解釋一下光伏逆變器:通過太陽能電板發(fā)的電是直流電,家用電器無法直接使用,必須通過逆變器轉(zhuǎn)化為交流電才可以家用。
接下來需要慮系統(tǒng)的設(shè)計(jì),由于家用系統(tǒng)的裝機(jī)容量一般在1-5千瓦左右,系統(tǒng)設(shè)計(jì)和安裝都很簡單,逆變器則根據(jù)裝機(jī)容量相應(yīng)地選擇1-5千瓦規(guī)格的機(jī)器就可以。
下面以一個(gè)5KW的家用系統(tǒng)為例:
1.太陽能電池板(組件)的選擇
目前市面上的太陽能電池分為非晶硅和晶體硅。其中晶體硅又可以分為多晶硅和單晶硅。從三種材料的光電轉(zhuǎn)換效率來看是:單晶硅>多晶硅>非晶硅。晶體硅的在弱光下基本上不會(huì)有電流,非晶硅弱光性好。所以綜合來看,宜用單晶硅或多晶硅太陽能電池材料,又慮單晶硅材料價(jià)格昂貴,所以一般選用多晶硅材料。若選擇功率約為250W的多晶硅太陽能電池板,那么一個(gè)5KW的系統(tǒng)就需要20塊電池板。
2.支架的選擇
太陽能光伏支架是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中為了擺放,安裝,固定太陽能面板設(shè)計(jì)的特殊的支架。一般材質(zhì)有鋁合金,不銹鋼,經(jīng)過熱鍍鋅處理后使用壽命更長。支架主要分兩大類:固定式和自動(dòng)追蹤式。目前市場上部分固定式支架也可以根據(jù)太陽光線的季節(jié)性變化做出一定的調(diào)整,就像剛安裝時(shí)一樣,每個(gè)太陽能電池板的斜面都可以通過移動(dòng)緊固件,調(diào)整斜面以適應(yīng)光線的不同角度,通過再次緊固使太陽能電池板準(zhǔn)確固定在指定的位置。自動(dòng)追蹤式的太陽能支架具有轉(zhuǎn)動(dòng)裝置,能像向日葵一樣隨著太陽的轉(zhuǎn)動(dòng)自身調(diào)整角度,光能利用率高,但相對的成本也比較高。在國內(nèi),太陽能電池板一般朝南安裝,用戶可以選擇使用固定式支架,如不慮成本,向日葵自動(dòng)追蹤陽光支架是個(gè)不錯(cuò)的選擇。
3.電纜的選擇
逆變器是將太陽能電池板所產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為交流電,那么我們將太陽能電池板到逆變器直流端的部分稱之為直流側(cè),直流側(cè)需要使用光伏專用的直流電纜。另外就光伏應(yīng)用而言,太陽能系統(tǒng)常常會(huì)在惡劣環(huán)境條件下使用,如強(qiáng)烈的紫外線、臭氧、劇烈的溫度變化和化學(xué)侵蝕等情況。這就規(guī)定了光伏電纜必須具有耐風(fēng)雨性、耐紫外線和臭氧侵蝕性,以及能承受更大范圍的溫度變化。所以建議采用太陽能應(yīng)用的專用電纜,這將會(huì)影響到整個(gè)系統(tǒng)的使用壽命。
太陽能發(fā)電系統(tǒng)主要bao括:太陽能電池組件、控制器、蓄電池、逆變器、用戶即照明負(fù)載等組成。其中,太陽能電池組件和蓄電池為電源系統(tǒng),控制器和逆變器為控制保護(hù)系統(tǒng),負(fù)載為系統(tǒng)終端。
太陽能電源系統(tǒng)
太陽能電池與蓄電池組成系統(tǒng)的電源單元,因此蓄電池性能直接影響著系統(tǒng)工作特性。
(1)電池單元:
由于技術(shù)和材料原因,單一電池的發(fā)電量是十分有限的,實(shí)用中的太陽能電池是單一電池經(jīng)串、并聯(lián)組成的電池系統(tǒng),稱為電池組件。單一電池是一只硅晶體二極管,根據(jù)半導(dǎo)體材料的電子學(xué)特性,當(dāng)太陽光照射到由P型和N型兩種不同導(dǎo)電類型的同質(zhì)半導(dǎo)體材料構(gòu)成的P-N結(jié)上時(shí),在一定的條件下,太陽能輻射被半導(dǎo)體材料吸收,在導(dǎo)帶和價(jià)帶中產(chǎn)生非平衡載流子即電子和空穴。若在內(nèi)建電場的兩側(cè)面引出電極并接上負(fù)載,理論上講由P-N結(jié)、連接電路和負(fù)載形成的回路,就有'光生電流'流過,太陽能電池組件就實(shí)現(xiàn)了對負(fù)載的功率P輸出。
理論研究表明,太陽能電池組件的峰值功率Pk,由當(dāng)?shù)氐奶柶骄椛鋸?qiáng)度與末端的用電負(fù)荷決定。
(2)電能儲(chǔ)存單元:
太陽能電池產(chǎn)生的直流電先進(jìn)入蓄電池儲(chǔ)存,蓄電池的特性影響著系統(tǒng)的工作效率和特性。蓄電池技術(shù)是十分成熟的,但其容量要受到末端需電量,日照時(shí)間的影響。因此蓄電池瓦時(shí)容量和安時(shí)容量由預(yù)定的連續(xù)無日照時(shí)間決定。
控制器
控制器的主要功能是使太陽能發(fā)電系統(tǒng)始終處于發(fā)電的大功率點(diǎn)附近,以獲得{gx}率。而充電控制通常采用脈沖寬度調(diào)制技術(shù)即PWM控制方式,使整個(gè)系統(tǒng)始終運(yùn)行于大功率點(diǎn)Pm附近區(qū)域。放電控制主要是指當(dāng)電池缺電、系統(tǒng)故障,如電池開路或接反時(shí)切斷開關(guān)。目前日立公司研制出了既能跟蹤調(diào)控點(diǎn)Pm,又能跟蹤太陽移動(dòng)參數(shù)的'向日葵'式控制器,將固定電池組件的效率提高了50%左右。
DC-AC逆變器:
逆變器按激勵(lì)方式,可分為自激式振蕩逆變和他激式振蕩逆變。主要功能是將蓄電池的直流電逆變成交流電。通過全橋電路,一般采用SPWM處理器經(jīng)過調(diào)制、濾波、升壓等,得到與照明負(fù)載頻率f,額定電壓UN等匹配的正弦交流電供系統(tǒng)終端用戶使用。
太陽能發(fā)電遵循因地制宜、清潔{gx}、分散布局、就近利用的原則,充分利用當(dāng)?shù)靥柲苜Y源,替和減少化石能源消費(fèi)。
太陽能發(fā)電特指采用光伏組件,將太陽能直接轉(zhuǎn)換為電能的分布式發(fā)電系統(tǒng)。它是一種新型的、具有廣闊發(fā)展前景的發(fā)電和能源綜合利用方式,它倡導(dǎo)就近發(fā)電,就近并網(wǎng),就近轉(zhuǎn)化,就近使用的原則,不僅能夠有效提高同等規(guī)模光伏電站的發(fā)電量,同時(shí)還有效解決了電力在升壓及長途運(yùn)輸中的損耗問題。
目前應(yīng)用最為廣泛的太陽能發(fā)電系統(tǒng),是建在城市建筑物屋頂?shù)墓夥l(fā)電項(xiàng)目。該類項(xiàng)目必須接入公共電網(wǎng),與公共電網(wǎng)一起為附近的用戶供電。
利用太陽能發(fā)電的方式有多種。已實(shí)用的主要有以下兩種。
1、光—熱—電轉(zhuǎn)換。即利用太陽輻射所產(chǎn)生的熱能發(fā)電。一般是用太陽能集熱器將所吸收的熱能轉(zhuǎn)換為工質(zhì)的蒸汽,然后由蒸汽驅(qū)動(dòng)氣輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。前一過程為光—熱轉(zhuǎn)換,后一過程為熱—電轉(zhuǎn)換。
2、光—電轉(zhuǎn)換。其基本原理是利用光生伏特將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能,它的基本裝置是太陽能電池。