光伏电站主要设备有哪些?
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。可以分为带蓄电池的独立发电系统和不带蓄电池的并网发电系统。太阳能发电分为光热发电和光伏发电。现时期进入商业化的太阳能电能,指的就是太阳能光伏发电。光伏设备主要包括硅棒/硅锭制造设备、硅片/晶圆制造设备、电池片制造设备、晶体硅电池组件制造设备、薄膜组件制造设备等5大类。
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)太阳能电池方阵。太阳电池方阵由太阳电池组合板和方阵支架组成。因为单个太阳电池的电压一般比较低,所以通常都要把它们串、并联构成有实用价值的太阳电池板,作为一个应用单元,然后根据供电要求,再由多个应用单元的串、并联组成太阳能电池方阵。太阳能电池板(某些半导体材料,目前主要是多晶硅、单晶硅以及非晶硅,经过一定工艺组装起来)是太阳能光伏系统中的最主要组成部分,也是太阳能光伏发电系统中价值最高的部分。太阳能电池板在有光照情况下,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“光电效应”。在光电效应的作用下,太阳能电池的两端产生电动势,将光能转换成电能,它是能量转换的器件。
(2)蓄电池组。其作用是贮存太阳能电池方阵受光照时发出的电能并可随时向负载供电。在太阳能并网发电系统中,可不加蓄电池组。
(3)控制器。对电能进行调节和控制的装置。
(4)逆变器。是将太阳能电池方阵和蓄电池提供的直流电转换成交流电的设备,是光伏并网发电系统的关键部件。由于太阳能电池和蓄电池是直流电源,当负载是交流负载时,逆变器是必不可少的。逆变器按运行方式,可分为独立运行逆变器和并网逆变器。独立运行逆变器用于独立运行的太阳能电池发电系统,为独立负载供电。并网逆变器用于并网运行的太阳能电池发电系统,本文主要介绍太阳能光伏并网发电系统[1]。如图1所示,并网逆变器由igbt等功率开关器件构成,控制电路使开关元件有一定规律的连续开通或关断,使输出电压极性正负交替,将直流输入转换为交流输出。逆变器按输出波型可分为方波逆变器和正弦波逆变器。方波逆变器电路简单,造价低,但谐波分量大,一般用于几百瓦以下和对谐波要求不高的系统。正弦波逆变器成本高,但可以适用于各种负载。
光伏发电设备生产厂家如下:
1、天合光伏
天合光伏公司创建于1997年,是第一家获得UL客户测试数据项目认证(CTDP)的光伏企业。全球最大的太阳能组件供应商。
2、晶澳太阳能
晶澳太阳能于2005年创建成为全球领先的高性能光伏产品制造商,应用于住宅、商业和地面光伏电站发电系统。
3、英利
英利于1998年成立以来,在业界有着悠久的历史,2007年6月在美国纽交所上市,是全球领先的太阳能光伏企业。
4、展宇光伏
展宇光伏是全球光伏行业领跑者,汇聚全球顶级的晶硅电池厂商、组件集成商和行业上下游资源,从晶硅电池、高效率光伏组件、全智慧光伏系统到全面的解决方案,构建一体的产业链,并形成从项目前期融资、产品定制、安装、售后完善的的服务体系。
5、杜邦光伏
杜邦光伏在业界有着25年的生产经验,不管是在材料的研发,技术应用上都受到同行的一致好评,为世界光伏产业界提供最完整、全方位的创新材料组合。
6、协鑫
协鑫光伏拥有先进的技术和管理经验,不断促进经济发展。经过二十年的打拼,成为中国领先高效能源企业。
7、韩华新能源有限公司
韩华新能源有限公司是一家全球性能源公司,主要从事从晶体硅、太阳能电池等组件到项目开发与融资。业务还涉及到大型公共事业、商业及住宅/小型商业的太阳能装置。
8、阿特斯阳光电力
阿特斯阳光电力是中国第一家美国光伏一体化企业,专业从事硅锭、硅片、太阳能电池片等产品的研发、生产和销售。业务还涉及到太阳能电站系统的设计和安装。
9、海润光伏
海润光伏公司主要以晶硅太阳能电池及太阳能组件的研发和生产,努力拓展全球光伏电站开发、建设和运营,是中国最大的晶硅太阳能电池生产企业之一。
10、尚德电力控股有限公司
尚德电力控股有限公司是国内第一家在美国交易所上市的企业,专业从事晶体硅太阳电池光伏发电系统等产品的研发、制造与销售为一体。
光伏发电设备主要由光伏支架、光伏组件、汇流箱、逆变器、电气设备等组成。光伏支架包括跟踪式支架、固定支架和手动可调支架等。
光伏发电设备安装前应制定光伏发电设备的专项施工方案,明确根据现场条件和光伏发电设备的特点制定具有针对性的施工技术方案,方案中应包括在运输和安装中防止光伏组件损伤的针对性措施。
优点
1、无枯竭危险。
2、安全可靠,无噪声,无污染排放外,绝对环保(无公害)。
3、不受资源分布地域的限制,安装在建筑屋面同时美观的优势。
4、无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电。
5、能源质量高(目前实验室最高转化率已经达到47%以上)。
6、使用者从感情上容易接受且非常喜爱。
然后,天合光能太阳能发电,原理是光能直接转化为电能。天合光能的优势是太阳能随处可见,可以就近供电。
扩展数据
光伏发电是基于光伏效应的原理,利用太阳能电池将太阳能直接转化为电能。无论是独立使用还是并网使用,光伏发电系统主要由太阳能电池板(组件)、控制器和逆变器组成。它们主要由电子元件组成,但不涉及机械元件。
因此,光伏发电设备极其精细、可靠、稳定、寿命长、易于安装和维护。理论上,光伏发电技术可以用在任何需要电力的场合,从航天器到家庭用电,从兆瓦级电站到玩具,光伏发电可以无处不在。
光伏储能系统是将光伏发电系统与储能电池系统相结合,主要在电网工作应用中起到“负荷调节、存储电量、配合新能源接入、弥补线损、功率补偿、提高电能质量、孤网运行、削峰填谷”等作用应用。通俗来说,可以将储能电站比喻为一个蓄水池,可以把用电低谷期富余的水储存起来,在用电高峰的时候再拿出来用,这样就减少了电能的浪费;此外储能电站还能减少线损,增加线路和设备使用寿命。并网储能逆变器大规模应用在光伏电站中,将会对光伏产业带来更好的发展机会。
光伏发电系统分类方法
根据规模可分为大型、中型和小型。根据特点可分为地面电站、屋顶电站两种。根据是否并网可分为并网型和离网型两种。根据用途可分为光伏发电站,光伏照明系统,光伏喷泉,光伏雕塑,光伏景观,光伏车棚等等。
并网光伏发电是未来光伏发电发展的趋势。
光伏发电系统的核心设备:
1,光伏组件(将光能转化为电能的设备),中国的生产制造技术和产业规模处于世界领先水平。
2,并网逆变器:将直流电转变为交流电,同时进行并网控制。此领域中国在世界上处于第二梯队。
3,数据监测装置:对光伏组件参数、逆变器参数,发电系统参数进行监测的一套装置。