什么是光伏性能?
全名是光生伏打效应:意思就是通过光可以转换成电。和发光二极管的原理正好相反,LED是有电就能生成光,而电池板的PN节是有光就能产生电。
性能是一般就是说光伏组件的转换效率。因为在每平方米的太阳辐射能是一定的,如果转换的效率高就说明得到的电能越多。
目前多晶硅的转换效率在16%左右 单晶硅是19%左右 非晶硅一般是在5-9%之间
新奥光伏是目前非晶硅中较高的是8.5%未来能达到9%以上。适用于做光伏幕墙,BIPV建筑一体化、光伏电站由于外国好看可以应用于广告牌的宣传、灯箱、公交车站等等领域的应用。
所谓MPPT(最大功率点跟踪),即是指控制器能够实时侦测太阳能电池板的发电电压,并追踪最高电压电流值(VI),使得光伏组件工作在最大功率点输出状态下,实现光伏逆变器的最大功率输入,提高阳光的利用率。
光伏电池输出特性具有明显的非线性,受到外部环境包括日照强度、温度、负载以及本身技术指标如输出阻抗等影响,只有在某一电压下才能输出最大功率,这时光伏阵列的工作点就达到了输出功率电压曲线的最高点,称之为最大功率点。由于目前光伏电池的光电转换效率比较低,为了有效利用光伏电池,对光伏发电进行最大功率跟踪
优点
1、太阳能取之不尽,用之不竭,地球表面接受的太阳辐射能,能够满足全球能源需求的1万倍。只要在全球4%沙漠上安装太阳能光伏系统,所发电力就可以满足全球的需要。太阳能发电安全可靠,不会遭受能源危机或燃料市场不稳定的冲击;
2、太阳能随处可处,可就近供电,不必长距离输送,避免了长距离输电线路的损失;
3、太阳能不用燃料,运行成本很低;
4、太阳能发电没有运动部件,不易用损坏,维护简单,特别适合于无人值守情况下使用;
5、太阳能发电不会产生任何废弃物,没有污染、噪声等公害,对环境无不良影响,是理想的清洁能源;
6、太阳能发电系统建设周期短,方便灵活,而且可以根据负荷的增减,任意添加或减少太阳能方阵容量,避免浪费。
缺点
1、地面应用时有间歇性和随机性,发电量与气候条件有关,在晚上或阴雨天就不能或很少发电;
2、能量密度较低,标准条件下,地面上接收到的太阳辐射强度为1000W/M^2。大规格使用时,需要占用较大面积;
3、价格仍比较贵,为常规发电的3~15倍,初始投资高。
光伏发电是根据光生伏特效应原理,利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。
不论是独立使用还是并网发电,光伏发电系统主要由太阳能电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成,它们主要由电子元器件构成,不涉及机械部件,所以,光伏发电设备极为精炼,可靠稳定寿命长、安装维护简便。
理论上讲,光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合,上至航天器,下至家用电源,大到兆瓦级电站,小到玩具,光伏电源无处不在。
太阳能光伏发电的最基本元件是太阳能电池(片),有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。目前,单晶和多晶电池用量最大,非晶电池用于一些小系统和计算器辅助电源等。国产晶体硅电池效率在10至13%左右,国外同类产品效率约12至14%。由一个或多个太阳能电池片组成的太阳能电池板称为光伏组件。
目前,光伏发电产品主要用于三大方面:一是为无电场合提供电源,主要为广大无电地区居民生活生产提供电力,还有微波中继电源、通讯电源等,另外,还包括一些移动电源和备用电源二是太阳能日用电子产品,如各类太阳能充电器、太阳能路灯和太阳能草坪灯等三是并网发电,这在发达国家已经大面积推广实施。我国并网发电正在起步阶段。
光热电站根据 太阳能光热发电 原理采用“光-热-电”的发电方式,成千上万的定日镜把太阳光 反射 到位于太阳塔顶的吸热器表面,形成800℃以上的高温。通过传热介质产生500℃以上的 蒸汽 ,推动蒸汽轮机发电。通过 HT 引擎的渲染功能,真实还原发电塔吸收热量的效果。太阳能光伏和光热都是太阳能发电的技术形式,国际上并没有哪一种是主流之说。只是每个国家根据自己的资源条件和战略需求进行侧重发展。例如,德国、日本是光伏的主要市场,西班牙和美国等太阳能热发电装机比较多。
光伏发电的规模可大可小,从几千瓦到数百兆瓦不等,但光热发电却是典型的规模经济,随着规模的增加,发电成本越低。
// 电站建设模拟
光伏电站,是指一种利用太阳光能、采用特殊材料诸如晶硅板、逆变器等电子元件组成的发电体系,与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统。光伏电站是属于国家鼓励力度最大的绿色电力开发能源项目。光伏发电系统是由太阳能电池方阵,蓄电池组,充放电控制器,逆变器,交流配电柜,太阳跟踪控制系统等设备组成。
太阳能光伏组件将直射太阳光转化为直流电,光伏组串通过直流汇流箱并联接入直流配电柜,汇流后接入逆变器直流输入端,将直流电转变为交流电,逆变器交流输出端接入交流配电柜,经交流配电柜直接并入用户侧。光伏发电的优点是较少受地域限制,因为阳光普照大地光伏系统还具有安全可靠、无噪声、低污染、无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电及建设周期短的优点。
10月15日,国家大型风电光伏基地项目在青海省海南藏族自治州和海西蒙古族藏族自治州同时开工建设,这批项目总投资超650亿元。光伏上了以后,它降低了风速,减少了蒸发,增加了水分。过去不长草的地方,现在长起了草。光伏板安装上之后,夜间它会凝聚一些水分,早上太阳一出来水会滴下来,生态得到了极大的改善,而且不光开始长草了,还开始养羊。
光伏电站每隔一段时间都会进行清洗,以便维持组件的正常运行。可是清洗的水分也渗透到地面,在这样的环境下,很容易促使草堆生长。
// 光照阴影模拟
在有光照(无论是太阳光,还是其它发光体产生的光照)情况下,电池吸收光能,电池两端出现异号电荷的积累,即产生“光生电压”,这就是“光生伏特效应”。在光生伏特效应的作用下,太阳能电池的两端产生电动势,将光能转换成电能。日照观察作为光伏能源不可或缺的一项重点,HT 通过与天气系统对接,实现三维场景中日照角度随着时间动态变化,从而直观的查看不同时间段日照情况。结合预设的天气动画,根据当地天气变化,对应实现天气动画效果,辅以展示整体场景。
// 光热电站信息监测
太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。通过点击交互场景中的发电塔模型,以二维弹窗形式弹出发电塔相关信息,与后台数据进行联动,接入真实数据,展示发电塔发电情况与发动机运行状态,做到实时监测管理。逆变器被称为光伏电站的心脏,它将光伏系统发出的直流电转换为符合电网标准的交流电,并接入公共电网,同时控制和监视整个电站。
// 光伏电站信息监测
通过对接数据接口可实现监测各方阵内汇流箱(包括母线电压、机箱温度、电流)数据,当出现告警时,可对模型进行染红闪烁显示,方便运维人员快速定位排查问题,足不出户即可实时查看设备相关指标,可结合算法实现数据分析,短时间内若出现数据异常变化的情况,提前进行告警,提醒相关人员及时做出决策。光伏发电的波动性、随机性对电力系统安全的影响是显而易见的,包括电力电量平衡难度极大、发电负荷不确定、电网脆弱性增强等。所以,需要时刻的监测电站数据,让光伏效能达到最大化。
同时接入了箱变(包括箱变油温、电压和电流)、逆变器(包括今日发电量、总有功功率、总无功功率、总功率因素、逆变器效率)、升压站相关数据,全面监测电站运行状况,由于场景比较大,做了点击设备模型视角拉近处理,可更直观的查看设备相关信息。
因为输出功率相对较小,投资收益率不低。一般单个分布式光伏发电系统项目的容量在几千瓦到几百千瓦。光伏发电系统容量的大小对发电效率的影响很小,因此对其经济性的影响也很小,也就是说,小型光伏发电系统的投资收益率并不比大型光伏电站低
其次不占用土地资源
因为分布式光伏发电基本不占用土地资源,而且能充分利用建筑物表面,可就近发电、供电,不用或少用输电线路,降低了输电成本。光伏组件还可以直接代替传统的墙面和屋顶建筑材料。
另外环保效益突出
因为他污染小,环境友好,环保效益突出。分布式光伏发电系统在发电过程中,不消耗燃料,不排放包括温室气体在内的任何物质,没有噪声,也不会对空气和水产生污染。
最重要的一点就是可以缓解用电紧张
分布式光伏发电系统在接入配电网中是发电用电并存,且在电网供电处于高峰期发电,可以有效得起到平峰的作用,削减城市昂贵的高峰供电负荷,能够在一定程度上缓解局部地区的用电紧张状况。
最后就是它的运行非常灵活
分布式光伏发电系统拥有与智能电网和微电网的有效接口,运行灵活,适当条件下还可以实现局部离网供电运行。
由于分布式光伏发电倡导就近发电,就近并网,就近转换,就近使用的原则,不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量,同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。其能源利用率高,建设方式灵活,将成为我国光伏应用的主要方向。目前应用最为广泛的分布式光伏发电系统,是建设在各种建筑物屋顶和农业设施屋顶及家庭住宅屋顶的光伏发电项目。对这些项目应用的要求是必须接入公共电网,或与公共电网一起为附近的用户供电,所发电力一般直接馈入低压配电网或35kV及以下中高压电网中。
1、太阳能电池的极性
硅太阳能电池的一般制成P+/N型结构或N+/P型结构,P+和N+,表示太阳能电池正面光照层半导体材料的导电类型N和P,表示太阳能电池背面衬底半导体材料的导电类型。太阳能电池的电性能与制造电池所用半导体材料的特性有关。
2、太阳电池的性能参数
太阳电池的性能参数由开路电压、短路电流、最大输出功率、填充因子、转换效率等组成。这些参数是衡量太阳能电池性能好坏的标志。
3、太阳能电池的伏安特性
P-N结太阳能电池包含一个形成于表面的浅P-N结、一个条状及指状的正面欧姆接触、一个涵盖整个背部表面的背面欧姆接触以及一层在正面的抗反射层。当电池暴露于太阳光谱时,能量小于禁带宽度Eg的光子对电池输出并无贡献。能量大于禁带宽度Eg的光子才会对电池输出贡献能量Eg,小于Eg的能量则会以热的形式消耗掉。因此,在太阳能电池的设计和制造过程中,必须考虑这部分热量对电池稳定性、寿命等的影响。
太阳能电池【基本概念】
太阳能电池又称为“太阳能芯片”或“光电池”,是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片。它只要被满足一定照度条件的光照到,瞬间就可输出电压及在有回路的情况下产生电流。在物理学上称为太阳能光伏,简称光伏。
太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。以光电效应工作的晶硅太阳能电池为主流,而以光化学效应工作的薄膜电池实施太阳能电池则还处于萌芽阶段。
【原理】
太阳光照在半导体p-n结上,形成新的空穴-电子对,在p-n结内建电场的作用下,光生空穴流向p区,光生电子流向n区,接通电路后就产生电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。太阳能发电有两种方式,一种是光—热—电转换方式,另一种是光—电直接转换方式。
分布式光伏发电特指采用光伏组件,将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。它是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式,它倡导就近发电,就近并网,就近转换,就近使用的原则,不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量,同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。目前应用最为广泛的分布式光伏发电系统,是建在城市建筑物屋顶的光伏发电项目。该类项目必须接入公共电网,与公共电网一起为附近的用户供电。分布式光伏发电系统,又称分散式发电或分布式供能,是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电供电系统,以满足特定用户的需求,支持现存配电网的经济运行,或者同时满足这两个方面的要求。
分布式光伏发电系统的基本设备包括光伏电池组件、光伏方阵支架、直流汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜等设备,另外还有供电系统监控装置和环境监测装置。其运行模式是在有太阳辐射的条件下,光伏发电系统的太阳能电池组件阵列将太阳能转换输出的电能,经过直流汇流箱集中送入直流配电柜,由并网逆变器逆变成交流电供给建筑自身负载,多余或不足的电力通过联接电网来调节。
特点:能够在一定程度上缓解局地的用电紧张状况。但是,分布式光伏发电的能量密度相对较低,每平方米分布式光伏发电系统的功率仅约100瓦,再加上适合安装光伏组件的建筑屋顶面积有限,不能从根本上解决用电紧张问题。可以发电用电并存。大型地面电站发电是升压接入输电网,仅作为发电电站而运行;而分布式光伏发电是接入配电网,发电用电并存,且要求尽可能地就地消纳。
低铁就是说这种玻璃的含铁量比普通玻璃要低,含铁量(三氧化二铁)≤150×l0-6,从而增加了玻璃的透光率。超白是说由于这种玻璃比普通玻璃含铁量低,从玻璃边缘看,这种玻璃要比普通玻璃更白一些,普通玻璃从边缘看是偏绿色的。
绒面的意思就是说这种玻璃为了减少阳光的反射,在其表面通过物理和化学方法进行减反射处理,使玻璃表面成了绒毛状,从而增加了光线的入射量。有些厂家还利用溶胶凝胶纳米材料和精密涂布技术(如磁控喷溅法、双面浸泡法等技术),在玻璃表面涂布一层含纳米材料的薄膜,这种镀膜玻璃不仅可以显著增加面板玻璃的透光率2%以上,还可以显著减少光线反射,而且还有自洁功能,可以减少雨水、灰尘等对电池板表面的污染,使其保持清洁,减少光衰,并提高发电率1.5%~3%。
钢化处理是为了增加玻璃的强度,抵御风沙冰雹的冲击,起到长期保护太阳能电池的作用。面板玻璃的钢化处理,是通过水平钢化炉将玻璃加热到700℃左右,利用冷风将其快速均匀冷却,使其表面形成均匀的压应力,而内部则形成张应力,有效提高了玻璃的抗弯和抗冲击性能。对面板玻璃进行钢化处理后,玻璃的强度比普通玻璃可提高4~5倍。