一、光伏發電的原理
光伏發電是利用半導體界面的光生伏特效應而將光能直接轉變為電能的一種技術。這種技術的關鍵元件是太陽能電池。太陽能電池經過串聯后進行封裝保護可形成大面積的太陽電池組件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發電裝置。光伏發電的優點是較少受地域限制,因為陽光普照大地;光伏系統還(huan)具(ju)有安全可靠(kao)、無噪聲、低污染、無需消(xiao)耗燃(ran)料和架設(she)輸電線路(lu)即可就地發(fa)電供(gong)電及建設(she)周期短(duan)的優點。
光伏發電是根據光生(sheng)伏特效應原(yuan)理(li),利用太陽能(neng)電池將(jiang)太陽光能(neng)直接轉化為電能(neng)。不論是(shi)獨立使(shi)用還是(shi)并網發電,光伏(fu)發電(dian)系統主要由太(tai)陽能電(dian)池板(組件)、控制器(qi)和逆變(bian)器(qi)三大(da)部分組成(cheng),它(ta)們主(zhu)要由電子元器(qi)件(jian)構成(cheng),不涉及機(ji)械部件(jian),所以,光伏(fu)(fu)發電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)設備極(ji)為(wei)精煉,可靠穩定壽命長、安裝(zhuang)維護簡便。理(li)論上講,光伏(fu)(fu)發電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)技術可以用(yong)于(yu)任何(he)需要電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)的場(chang)合,上至(zhi)航天器(qi),下至(zhi)家用(yong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan),大到兆(zhao)瓦級電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)站,小到玩(wan)具,光伏(fu)(fu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)無處不在。太陽能(neng)光伏(fu)(fu)發電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)的最基本元件是太陽能(neng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(片),有單(dan)晶(jing)(jing)硅、多晶(jing)(jing)硅、非晶(jing)(jing)硅和薄膜電池等。
目前,單晶和多晶電池(chi)用量最大,非晶電池(chi)用于一些小(xiao)系統和計算器輔助電源(yuan)等(deng)。國產(chan)晶體硅電池(chi)效率在(zai)10至13%左右(you),國外同類產品效率約18至23%。由一個或(huo)多個太(tai)(tai)陽能(neng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池片(pian)組成的太(tai)(tai)陽能(neng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池板稱(cheng)為(wei)光伏組件。目前,光伏發電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)產(chan)品主要用(yong)于三大(da)方面:一是為(wei)無電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)場(chang)合提供電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源,主要為(wei)廣大(da)無電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)地區居(ju)民生(sheng)活(huo)生(sheng)產(chan)提供電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力,還(huan)有微波中繼電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源、通(tong)訊電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源等,另外(wai),還(huan)包括一些(xie)移(yi)動電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源和備用(yong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源:二是太(tai)(tai)陽能(neng)日用(yong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子產(chan)品,如各類(lei)太(tai)(tai)陽能(neng)充電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)器、太(tai)(tai)陽能(neng)路(lu)燈(deng)和太(tai)(tai)陽能(neng)草坪(ping)燈(deng)等;三(san)是并網(wang)發電(dian),這在發達國(guo)家已經大面(mian)積推廣實施。我國(guo)并網(wang)發電(dian)還未起(qi)步,不(bu)過,2008年北京奧運會(hui)部(bu)分(fen)用電由太陽能發電和風(feng)力發電提供。
二、光伏產業的優勢
1、永(yong)不(bu)枯竭。
2、采集太陽(yang)能的地(di)點(dian)的地(di)理位(wei)置要求不高;相對而言,水電站或風電站對地理位置要(yao)求則比較高(gao)。
3、建立太陽能發電(dian)(dian)站所需的(de)時(shi)間和成(cheng)本(ben)都比(bi)水(shui)電(dian)(dian)站要(yao)低。
4、使用太陽能(neng)(neng)不會造(zao)成(cheng)環(huan)境污染,是(shi)理想的綠色能(neng)(neng)源(yuan)。但(dan)原料開(kai)采和(he)(he)生產(chan)光(guang)伏產(chan)品過程中也會消(xiao)耗大量能(neng)(neng)源(yuan)和(he)(he)造(zao)成(cheng)污染 。
5、適用范圍廣,就(jiu)算一般家庭也可以利用太陽能發電。
三、光伏產業的特點
太陽能是唯一能夠保證人類未來需求的能量來源。光伏發電是利用太陽能將光子轉化為電子的一個純物理過程,轉化過程不排放任何有害物質,其特點如下:
充足性:據(ju)美(mei)國能(neng)源部報告(2005年4月)世界上(shang)潛在(zai)水能(neng)資(zi)源4.6TW(1TW=1012W),經濟可開采(cai)資源(yuan)只有0.9TW;風能實際(ji)可開發資源2~4TW;生物質(zhi)能3TW;海洋能(neng)不到2TW;地熱能大約(yue)12TW;太陽能潛在資源120000TW,實際可開采資源(yuan)高達600TW。
安全性:運行可靠、使用(yong)安全;發電規律性強、可預測(調度比風力發電容易)。
廣(guang)泛性:生產資料豐富(地殼中硅元素含量(liang)位列第二)、建(jian)設(she)地(di)域廣(荒漠、建筑物等)、規模大小皆宜。
免(mian)維(wei)護(hu):使用壽命(ming)長(20~50年、工作25年效率下降(jiang)20%)、免維護、無人值守。
清(qing)潔性:無(wu)燃(ran)料消耗、零排放、無(wu)噪聲、無(wu)污染(ran)、能(neng)量回收期短(0.8~3.0年)。