1.太陽能光伏發電簡介
光伏(PV)發電是利用光伏效應將太陽輻射能量轉化為電能的發電方式,是當今太陽能發電的主流。太陽能發電是一種不經過熱過程直接將光能轉化為電能的發電方式,包括光伏發電、光化學發電、光致發電和光生物發電。
2.太陽能光伏發電系統的類型。
太陽能發電系統可以分為兩類,一類是獨立系統,一類是系統連接系統(或與交流電網相連的系統)。獨立系統是太陽能發電系統最基本的形式,也稱為太陽能發電原型系統。該系統主要用于遠離市區的海上燈塔、浮標和山頂無線中繼站的供電。太陽能電池陣列輸出的DC功率直接提供給負載。

如果負載是交流的,DC電源必須通過逆變器轉換成交流電源。此外,輸出的DC能量也用于給蓄電池充電。因為負載的電壓經常波動,所以應該設置控制器來調節電壓。用電力系統術語來說,通俗點叫“逆潮流”運行或“賣電”。
相反,對于電力公司來說,正常運行就是給用戶供電,這叫“正向趨勢”。系統接入式太陽能發電系統的優點是在雨天或夜間太陽能發電不足時,可以通過系統接入直接從商業電網購電。系統連接系統的另一個重要優點是可以省去蓄電池,降低了成本,增強了電源的穩定性和可靠性。
3.太陽能光伏發電系統的發電模式。
太陽能發電有兩種方式,一種是光熱電轉換,一種是光熱電直接轉換。
3.1、光熱電轉換模式。
太陽能集熱器利用太陽輻射產生的熱能發電,一般是將吸收的熱能轉化為工質的蒸汽,然后驅動汽輪機發電。前者過程是光熱轉換過程;后一個過程是熱電轉換過程,就像普通的火力發電一樣。
3.2.光電直接轉換模式。
這樣,利用光電效應將太陽輻射能量直接轉化為電能,光電轉換的基本器件是太陽能電池。太陽能電池是一種由于光伏效應直接將太陽能轉化為電能的裝置。它是一個半導體光電二極管。當陽光照射在光電二極管上時,光電二極管會將太陽能轉化為電能并產生電流。當許多電池串聯或并聯時,它們可以成為輸出功率相對較大的太陽能電池陣列。
4.影響太陽能光伏發電的主要因素。
太陽能的利用主要利用到達地面的太陽輻射。太陽輻射有兩種。一種是光球層表面發出的光輻射,也稱為電磁輻射,因為它以電磁波的形式傳播光和熱。這種輻射由可見光和不可見光組成。
另一種是粒子輻射,它是由帶正電荷的質子、大致等量的帶負電荷的電子和其他粒子組成的粒子流。粒子輻射通常能量較弱且不穩定,在太陽活動最大時最強,對人類和地球高層大氣都有一定影響。但是,一般來說,它在輻射到地球表面之前,在從太陽到地球的漫長道路上逐漸消失。
因此,太陽輻射主要是光輻射。由于大氣的存在,真正到達地球表面的太陽輻射能量的大小受到很多因素的影響。一般來說,太陽高度、大氣質量、大氣透明度、地理緯度、日照時間、海拔高度是主要因素。
5.并網太陽能光伏發電系統的組成。
光伏系統由以下三部分組成:太陽能電池組件;充放電控制器、逆變器、測試儀器和計算機監控等電力電子設備,以及蓄電池或其他儲能和輔助發電設備。
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