试析太阳能光伏发电系统的结构与优势

  试析太阳能光伏发电系统的结构与优势  Summary：太阳能光伏发电系统，主要是指利用光生伏特效应将太阳能向电能成功转换。正是由于太阳能光伏发电系统具有环保以及可靠性强等很多优势，所以今后必定会更加深层次的研发，而且应用范围也不断扩大。基于此，本文主要从太阳能光伏发电系统的基本工作原理、太阳能光伏发电系统的组成结构、太阳能光伏发电系统的主要优势以及太阳能光伏发电系统的光电转换率四个方面进行详细分析，以供大家学习和参考。Keys：太阳能光伏发电系统；结构；优势光伏发电，简单来说，是指将太阳能当做原料，实现安全发电的目标，保护环境，有助于促进我国经济高速发展。并且当前社会各界都意识到光伏发电的重要性，要想在今后可以更好的升级创新光伏发电技术，需要对其多角度、多层次分析，这对促进我国国民经济持续稳定发展发挥着关键的作用。一、太阳能光伏发电系统的基本工作原理太阳能光伏发电系统，简单来说，其是将光伏发电原理当做重要理论基础，以制备吸收太阳能，也就是能够转化成电能的太阳能电池，进而实现规模化生产的发电系统[1]。在白天，系统中每个光伏电池组件都会将太阳能进行吸收，使半导体具有相反极性的载流子，而且使其在静电场中进行分离处理，以被正负极完全聚集，还在外电路部位形成驱动设备正常运行的稳定电流，真正实现太阳能向电能转换。产生的电能往往会被外部负载消耗，驱动其正常运动，而有些电能是将二极管作为途径，为蓄电池充电。若是晚上或者下雨天，蓄电池能够将光伏电池直接代替，依旧为负载提供源源不断的电力。其主要构成部分是光伏电池组件，这是系统的主要单元之一，利用光能吸收，结合光伏效应来实现能源转换；若当天蓄电池组没有良好的光照效果，这时蓄电池组必须要及时释放适量的电能[2]。大多数时候是利用串联和并联蓄电池组成；控制器必须要对蓄电池组行为进行有效控制，科学设置相应的充放电条件，而且结合负载具体需求来高效管理光伏电池以及蓄电对负载操作，以保证光伏电视能够将最适合的功率提供给负载；逆变器能够使光伏电池生产出电流，将交流形式代替直流形式，以保证负载获得良好的运行效果，不会出现异常。二、太阳能光伏发电系统的组成结构对于太阳能光伏发电系统而言，不会出现机械部件，组成部分是以电子元器件为主，该系统设备的结构相对简单、可靠性很强、安装维护既简单又方便、耐久性强[3]。一般来说，太阳能光伏发电系统是由多个部分组成，比如：太阳能电池板以及太阳能控制器等等。太阳能电池板是该系统的中心，也是将太阳能转换成电能的重要部件，还是太阳能发电系统中最为关键的部分。太阳能控制器的主要功能是可以对太阳能光伏发电系统的整体工作进行有效控制，如果使用的温差相当大，控制器也必须要具有温度补偿的功能，利用增设太阳能控制器的配件以及附加功能，能够使太阳能光伏发电系统有更加多样化的功能。利用太阳能电池将太阳能向电能转换，蓄电池可以在电池中储存电能，到了使用时从蓄电池中输出电能，通常蓄电池是由铅酸电池以及锂电池等等多个部分组成。利用逆变器可以将直流电向交流电转换，在使用太阳能光伏发电系统过程中电能的使用端主要是220VAC的电器，这就必须要将太阳能光伏发电系统输出的直流电向交流电转换，而且太阳能光伏发电系统必须要安装逆变器。三、太阳能光伏发电系统的主要优势太阳能光伏发电系统的优势相当多，其中，环保是最为显著的，也是最为主要的，对自然环境没有任何的破坏；在使用化石燃料以及核能时，容易破坏环境，进而导致人们的身体健康受到不良影响，但是太阳能光伏发电系统在实际运行过程中不会产生噪音，也不会排放废气和废物，是绿化的有效产能途径[4]。并且太阳能属于可再生能源，是取之不尽用之不竭的，尽管太阳能光伏发电系统在使用过程中会产生一些成本，比如：设备成本以及维护成本等等，然而没有运行成本，这是由于使用太阳能不需要任何的费用。此外，相对于其他发电技术而言，太阳能光伏发电系统在安装发电设备中也有很多优势，可以在很多地方安装，比如：建筑顶部以及公共区域等等，而这里提到的公共区域主包括草坪以及路灯等等，这样一来，除了不会占用很大的空间，也无需单独开辟出一片区域作为光伏发电设备使用，在保证区域环境和美观的同时，也能对区域起到装饰作用。就该点延伸来讲，因为太阳能光伏发电系统具有诸多优点，比如：结构较为简单以及便于安装维护等等，所以太阳能光伏发电有着非常广的供电领域，不管是市区高层建筑还是偏远山区，都能安装使用，而且小到路灯、大到工业领域，也都应用太阳能光伏发电系统。四、太阳能光伏发电系统的光电转换率对于太阳能光伏发电系统来说，太阳能电池板是重要组件，其是由各种规格的太阳能电池片组成。太阳能光伏发电系统的性能参数有很多，其中，最为重要的是太阳能电池板的光电转换率，而这种光电转换率通常是指在太阳能光伏发电系统中利用太阳能电池板将太阳能向电能转换，一般来说，太阳能光伏发电系统的光电转换率与其性能呈正比，二者有着密切的关系，如果该系统的光电转换率很高，那么其性能也很强，相反，如果该系统的光电转换率很低，其性能必定是很弱的。现阶段，我国太阳能光伏发电系统光电转换率在10%左右，结合国外的实验数据显示，太阳能电池板的光电转换率最高可以超过40%，然而其需要花费很高的成本，所以目前没有在商业普遍推广。其实，对于太阳能光伏发电系统而言，光电转换率是重要参数，然而由于太阳能光伏发电系统的成本比较高，所以导致其推广应用在很大程度上受到限制[5]。比如：某个太阳能光伏发电系统的光电转换率是10%，那么每100平方厘米的太阳能光伏发电系统能够发出的电量大概是17000度，如果太阳能光伏发电系统的额定功率是1000W，那么每年发出的电量大概是170000度。其实，以上计算结果依旧将一些使用条件过于理想化，在使用过程中发电系统会有相当高的成本。比如：使用久了，太阳能光伏发电系统的光电转换效率就会不断降低；如果太阳能光伏发电系统中安装逆变器，逆变器将直流电向交流电转换的过程中也会产生能耗；太阳能光伏发电系统的光电转换率往往会受到许多因素影响，比如：天气以及环境温度等等，在推广应用太阳能光伏发电系统时以上这些也都是需要重点考虑的问题，应该多加注意。结语：总而言之，当前尽管太阳能光伏发电系统有着很高的成本，然而相信随着科研人员以及技术人员的不断研究和开发，势必可以显著提高该系统的光电转换率，而且减少成本。太阳能光伏发电系统可以与建筑设计相结合，比如：将太阳能光伏发电系统用于玻璃天窗以及玻璃幕墙等等，在实现光伏发电普遍应用的同时，也能使建筑更加美观，这些将成为将来太阳能光伏发电系统的主流应用趋势。并且在科研技术发展速度不断加快以及国家补贴投入力度日益加大的背景下，太阳能光伏发电系统也会有越来越高的光电转换率，成本更少，以更好地实现进一步推广和应用。Reference：[1]杜伟伟,严鑫.“太阳能社区”光伏微电网系统设计[J].南方农机,2021,52(22):143-146.[2]陈艳梅.光伏发电系统在建筑供配电中的应用[J].智能建筑与智慧城市,2021(11):166-167.[3]刘细珠.聚光型太阳能光伏发电自动跟踪系统探讨[J].内蒙古科技与经济,2021(19):109-110.[4]闫艳,张雷.太阳能光伏发电系统的设计与施工[J].中国新技术新产品,2021(18):118-120.[5]郜博文,孙佳碧,戴磊.光伏发电窗系统电气设计与分析[J].建筑技术,2021,52(09):1126-1128. -全文完-