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?shù)靥柲苜Y源,替和減少化石能源消費。
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,同時還有效解決了電力在升壓及長途運輸中的損耗問題。
目前應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)電項目。該類項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)動氣輪機帶動發(fā)電機發(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。
太陽能光伏技術發(fā)展面臨的主要問題是要與常規(guī)能源競爭,發(fā)展主要方向是降低成本和提高轉(zhuǎn)換效率。此外,太陽能發(fā)電還存在發(fā)電能量儲存等問題?,F(xiàn)在看來,未來多種能源同步發(fā)展要持續(xù)相當長時期,通過太陽能發(fā)電與儲能技術的突破,太陽能發(fā)電技術的發(fā)展?jié)摿κ遣豢上蘖康?。從技術先進性來看,光伏技術是太陽能發(fā)電技術中更具發(fā)展前景的發(fā)電方式。
關于能源利用的一個重要指標是能量回收期與回收因子。在這方面光伏技術極有發(fā)展優(yōu)勢。對太陽能電池來說,能量回收期是指太陽電池運行多長時間才能將生產(chǎn)過程消耗的能量回收回來,目前晶體硅電池的能量回收期小于2年。而晶體硅太陽電池工作壽命可以達到25—30年以上,回收因子是太陽能發(fā)電電池工作壽命與能量回收期的比值,對晶體硅太陽電池來說,回收因子可以達到12~15。
太陽能發(fā)電技術仍在不斷發(fā)展,應用也越來越廣泛。不管是光熱技術還是光伏技術都具有巨大的發(fā)展?jié)摿εc廣泛的市場空間。隨著世界經(jīng)濟的不斷發(fā)展,全球的化石能源儲量越來越少,石油價格持續(xù)不斷走高,而且環(huán)境惡化日益加劇,人類除了大力發(fā)展太陽能技術以外,目前還找不到其他的出路。
太陽能光伏技術發(fā)展年齡的主要問題是常規(guī)能源競爭,發(fā)展主要方向是降低成本,提高轉(zhuǎn)換效率。能量回收期和回收因子是太陽能發(fā)電電池的重要指標。太陽能發(fā)電技術很具有發(fā)展前景以及發(fā)展的優(yōu)勢。
想要安裝一個能太陽能發(fā)電的系統(tǒng)非常簡單,主要需要五樣東西:
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)公司負責安裝的計量電表
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)的設計,由于家用系統(tǒng)的裝機容量一般在1-5千瓦左右,系統(tǒng)設計和安裝都很簡單,逆變器則根據(jù)裝機容量相應地選擇1-5千瓦規(guī)格的機器就可以。
下面以一個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,固定太陽能面板設計的特殊的支架。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,就像剛安裝時一樣,每個太陽能電池板的斜面都可以通過移動緊固件,調(diào)整斜面以適應光線的不同角度,通過再次緊固使太陽能電池板準確固定在指定的位置。自動追蹤式的太陽能支架具有轉(zhuǎn)動裝置,能像向日葵一樣隨著太陽的轉(zhuǎn)動自身調(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,向日葵自動追蹤陽光支架是個不錯的選擇。
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。另外就光伏應用而言,太陽能系統(tǒng)常常會在惡劣環(huán)境條件下使用,如強烈的紫外線、臭氧、劇烈的溫度變化和化學侵蝕等情況。這就規(guī)定了光伏電纜必須具有耐風雨性、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用的專用電纜,這將會影響到整個系統(tǒng)的使用壽命。