光伏发电系统由哪些部件构成?
你好!“光伏发电系统由太阳电池组件(方阵)、控制器、储能蓄电池(组)、直流/交流逆变器等部分组成。光伏发电系统的核心部件是太阳电池组件,它将太阳的光能直接转化为电能。太阳电池产生的电流为直流电,我们可以直接以直流电的形式应用,也可以用离网型直流/交流逆变器将其转换成为交流电加以应用。从另一个角度来看,对于光伏发电系统产生的电能我们可以即发即用,也可以用蓄电池等储能装置将电能存放起来,按照需要随时释放出来使用。
光伏发电系统由光伏方阵,光伏方阵由光伏组件串并联而成、控制器、蓄电池组、逆变器组成。
光伏发电系统的核心部件是光伏组件,光伏组件是由光伏电池串并联并封装而成,将太阳的光能直接转换为电能。
光伏组件产生的电为直流电,可以利用,可以用逆变器将其转换成为交流电,加以利用。
光伏系统产生的电能可以即发即用,也可以用蓄电池等储能装置将电能存放起来,根据需要随时释放出来使用。
太阳能电池组件的组成及各部分的功能:
1)钢化玻璃用于保护发电主体(如电芯),对透光率的选择有要求。1.透光率必须高(一般91%以上);2.超白回火处理
2)EVA用于粘接钢化玻璃和发电主体(如电池)。透明EVA的质量直接影响部件的使用寿命。暴露在空气中的EVA容易老化变黄,从而影响组件的透光率,进而影响组件的发电质量。除了EVA本身的质量,组件厂商的层压工艺也有很大影响。比如EVA的粘接程度不达标,EVA与钢化玻璃、背板的粘接强度不够,就会导致EVA过早老化,影响元器件的使用寿命。
3)细胞的主要功能是发电。发电市场的主流是晶体硅太阳能电池和薄膜太阳能电池,两者各有优缺点。设备成本相对较低,但消耗和电池成本较高,但光电转换效率也较高。更适合薄膜太阳能电池在室外阳光下发电,设备成本相对较高,但消耗和电池成本都很低。但是光电转换效率是晶体硅太阳能电池的一半以上,但是弱光效应很高。
4)EVA作用同上,主要是对发电主体和背板进行粘接封装。
5)背板功能、密封、绝缘、防水(一般TPT、TPE等材料必须抗老化,大部分元器件厂商的质保是25年。钢化玻璃和铝合金一般都可以,关键在于与背板和硅胶是否能达到要求。)
6)铝合金保护层压板,起到一定的密封和支撑作用。
7)接线盒保护整个发电系统,起到电流中转站的作用。如果组件的短路接线盒自动断开短路电池串,接线盒中防止整个系统烧坏最重要的就是二极管的选择。根据组件中电池单元的类型不同,对应的二极管也不同。
8)硅胶的密封功能,用于密封组件与铝合金框架、组件、接线盒之间的连接处。有些公司用双面胶和泡沫代替硅胶。硅胶在国内应用广泛,工艺简单,方便,易操作,成本低。
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。主要由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成,主要部件由电子元器件构成。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。
早在1839年,法国科学家贝克雷尔(Becqurel)就发现,光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。这种现象后来被称为“光生伏特效应”,简称“光伏效应”。
1954年,美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳电池,诞生了将太阳光能转换为电能的实用光伏发电技术。
20世纪70年代后,随着现代工业的发展,全球能源危机和大气污染问题日益突出,传统的燃料能源正在一天天减少,对环境造成的危害日益突出,同时全球约有20亿人得不到正常的能源供应。这个时候,全世界都把目光投向了可再生能源,希望可再生能源能够改变人类的能源结构,维持长远的可持续发展。
太阳能以其独有的优势而成为人们重视的焦点。丰富的太阳辐射能是重要的能源,是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。
太阳能每秒钟到达地面的能量高达800兆瓦时,假如把地球表面0.1%的太阳能转为电能,转变率5%,每年发电量可达5.6×1012千瓦小时,相当于世界上能耗的40倍。正是由于太阳能的这些独特优势,20世纪80年代后,太阳能电池的种类不断增多、应用范围日益广阔、市场规模也逐步扩大。
20世纪90年代后,光伏发电快速发展,到2006年,世界上已经建成了10多座兆瓦级光伏发电系统,6个兆瓦级的联网光伏电站。美国是最早制定光伏发电的发展规划的国家。
1997年又提出“百万屋顶”计划。日本1992年启动了新阳光计划,到2003年日本光伏组件生产占世界的50%,世界前10大厂商有4家在日本。
而德国新可再生能源法规定了光伏发电上网电价,大大推动了光伏市场和产业发展,使德国成为继日本之后世界光伏发电发展最快的国家。
瑞士、法国、意大利、西班牙、芬兰等国,也纷纷制定光伏发展计划,并投巨资进行技术开发和加速工业化进程。
世界光伏组件在1990年——2005年年平均增长率约15%。20世纪90年代后期,发展更加迅速,1999年光伏组件生产达到200兆瓦。
商品化电池效率从10%~13%提高到13%~15%,生产规模从1~5兆瓦/年发展到5~25兆瓦/年,并正在向50兆瓦甚至100兆瓦扩大。光伏组件的生产成本降到3美元/瓦以下。
1、光伏组件(太阳能光伏板):将一定数量的单片电池采用串、并联的方式密封成太阳电池组件,组件封装质量的好坏决定了太阳电池组件的使用寿命及可靠性。组件需要定期维护清洁,提高光电转化效率。
2、逆变器:组件产生的电流是直流电流,需要转化为交流电使用,逆变器所做的就是这一功能。逆变器可分为单相、三相等,需要跟实际的组件发电功率相匹配,一般三相的功率大于单相,如安装了15KW的组件,对应安装一个17KW的三相逆变器。
光伏发电的好处:
光伏发电全产业链的清洁低碳更是让这种修复效应得到了进一步放大。
随着技术不断进步,电池、组件生产与电站施工所消耗的能量已经越来越低,每瓦只要1.3kWh左右。也就是说,在陕北这样光照充足的地区,只要一年左右,就能产生足够的清洁电力“抵消”前期能耗,之后二十多年不断为低碳可持续发展做出贡献。
八大主材为:
(1)电池片:太阳能电池是把光能直接转换成电能的一种器件。它是用半导体材料制成的。通过太阳光的照射,激发电子—空穴对,利用P—N结势垒区的静电场实现分离电子—空穴对,被分离的电子和空穴,经由电极收集输出到电池体外,形成电流。
(2)涂锡铜带:由无氧铜剪切拉直而成,所有外表面都有热镀涂层。涂锡带用于太阳能光伏组件生产时太阳能电池片的电极引出,连接电池片。要求具有较高的焊接操作性、牢固性及柔韧性。
(3)EVA:乙烯与醋酸乙烯酯的共聚物,是一种热熔胶粘剂。用来封装电池片,防止外界环境对电池片的电性能造成影响,增强光伏组件的透光性,将电池片、钢化玻璃、背板粘接在一起,具有一定粘接强度,同时对电池光伏组件的电性能输出有增益作用。
(4)背板:用作背面保护封装材料,常用的分为T门、TPE和PET,聚乙烯结构。用来增强光伏组件的耐老化、耐腐蚀性能,延长了光伏组件的使用寿命;白色的背板对入射到光伏组件内部的光进行散射,提高了光伏组件的吸光效率,同时因其具有较高的红外发射率,还可降低光伏组件的工作温度;同时提高了光伏组件的绝缘性能。
(5)钢化玻璃:用于支撑光伏组件结构,增强光伏组件的承重和载荷,具有透光、减反射透光、阻水、阻气和防腐蚀的作用。
(6)铝边框:玻璃外延安装的铝合金边框,起到保护玻璃边缘,加强光伏组件密封性能和提高光伏组件整体机械强度的作用,便于光伏组件的安装和运输。
(7)硅胶:用于粘接、密封层压好的玻璃光伏组件,粘接接线盒和背板,并增强光伏组件耐紫外线的作用。
(8)接线盒:光伏组件的电气连接装置,对光伏组件引出线起到密封、防水的作用,保护光伏组件系统运行时的安全。