光伏,即光伏发电系统,是利用半导体材料的光伏效应,将太阳辐射能转化为电能的一种发电系统。光伏发电系统的能量来源于取之不尽、用之不竭的太阳能,是一种清洁、安全和可再生的能源。光伏发电过程不污染环境,不破坏生态。 [11] 光伏发电系统分为立光伏系统和并网光伏系统。光伏发电系统是由太阳能电池方阵、蓄电池组、充放电控制器、逆变器、交流配电柜、太阳跟踪控制系统等设备组成。
并网光伏发电系统直接与电网相连接,因而光伏阵列的电量盈余与并联电网可以实行互补,省去了立光伏发电系统中必需的蓄电池等储能元件,不仅降低了系统成本,而且了系统的可靠性。同时,夏天太阳辐射强度大,光伏系统发电量多,可以对夏天电网的峰荷起到调节作用。随着近年来太阳能光伏发电的大规模应用以及太阳能电池组件价格的迅速下降,并网系统无疑将得到更为广泛的应用。
用于光电转换的小单元是太阳能电池单体。它的尺寸为4~100cm2,工作电压为0.45~0.50V,工作电流为20~25mA/cm2,因而不能单作为电源使用。在光伏发电系统中,需要将太阳能电池单体进行串联、并联和封装,形成太阳能电池组件。它的功率可以从几瓦到几百瓦,可以单作为电源使用。太阳能电池阵列则是将太阳能电池组件经过串联、并联后并装在支架上,它可以输出几百瓦、几千瓦甚至更大的功率,是光伏发电系统的电能产生器。
目前光伏系统中常用的蓄电池种类很多,其中应用广泛的主要有普通铅酸蓄电池、碱性镍铬蓄电池和铅酸免维护蓄电池三种。普通铅酸蓄电池因对环境污染较大且要求有一定的维护,主要用在一些有维护能力的低档场合使用。碱性镍铬蓄电池的待点是有较好的低温、过充及过放性能,但缺点是价格较髙,一般用于较为特殊的场合。国内现阶段使用多的蓄电池为铅酸免维护蓄电池,它的免维护特性使得其维护保养简单方便、性能可靠,同时对环境污染较少,很适合用于对性能可靠性要求很高的太阳能发电系统,如无人值守的工作站等场合。
优点 1)运行可靠:即使在恶劣的环境和气候条件下也可正常供电。 [4] 2)寿命长:晶体硅组件寿命通常在25年以上,非晶硅组件寿命通常在20年以上。 [4] 3)维护费用低:建成后只需少量工作人员,对系统进行定期检查和维护,相比较而言,常规发电站维护费用很大。 [4] 4)天然能源:能源是取之不尽、用之不竭的太阳能,无需能源费用。 [4] 5)无噪声污染:整个系统无机械运动部件,不产生噪声。 [4] 6)模块化:根据需要选择系统容量,安装灵活、方便,扩容很简便。 [4] 7)安全:系统内无易燃物品,安全性能高。 [4] 8)自主供电:可离网运行,立供电,可不受公用电网的影响。 [4] 9)分布式发电:可建设分散的光伏电站,减少对公用电网的影响及危害。 [4] 10)高海拔性:在海拔高、日照强的地区,更能增加系统的输出功率。(相比光伏发电高海拔地区,由于气压低,柴油发电机效率降低,输出功率减少。)
建筑与光伏系统相结合。建筑与光伏系统相结合,是把封装好的光伏组件(平板或曲面板)安装在居民住宅或建筑物的屋顶上,再与逆变器、蓄电池、控制器、负载等装置相联,并可与外界电网相连,由光伏系统和电网并联向住宅(用户)供电,多余电力向电网反馈,不足电力从电网取用。