光伏电站的发电原理及组成

光伏发电是指利用太阳能电池这种半导体电子器件的P-N结光生伏打效应原理有效地吸收太阳光辐射能,通过转换装置使之转变成电能的直接发电方式,是当今太阳光发电的主流,具有可再生、无污染等优势。

一、光伏电站的发电原理

P-N结的光生伏打效应发电原理

光生伏打效应就是当物体受到光照时,其体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。半导体太阳能电池的发电过程概括为4点:

1、收集太阳光使之照射到太阳能电池表面。

2、太阳能电池吸收具有一定能量的光子,激发出光生载流子——电子-空穴对。

光伏发电系统日常使用操作小技巧

作为未来光伏发电的主导方向——分布式光伏发电尤其是居民户用型光伏发电系统,在安装使用过程中又有哪些操作的小技巧及注意事项呢?

系统的操作使用
光伏发电系统总的原则是先断交流再断直流。当您想停止系统的运行时请按照以下步骤操作: 

1. 断开并网接入柜里面的并网断路器;

2. 断开逆变器直流侧开关(如下图); 

3. 断开直流汇流箱内的直流断路器(如有直流汇流箱);

 当您想再次运行系统时请按照以下步骤操作:

光伏发电系统得了“风湿病”怎么办?

在走访一些潮湿环境的光伏发电系统过程中,一个经常被提到的问题是光伏发电系统运行一段时间后,发电量下降明显,导致电站收益大幅降低,严重损害了业主的利益。经现场测试发现,多个光伏发电系统在建成一至两年后,有的背板组件功率大幅衰减(见表1),部分背板组件功率衰减高达50%以上,而组件功率衰减正是导致光伏系统发电量下降的重要原因之一。

 为何光伏发电系统会得“风湿病”?

组件功率衰减对系统发电量的影响巨大,而引发组件功率衰减的原因很多,如光致衰减、老化衰减、隐裂、电池片破裂等,其中重要原因之一是组件PID效应,组件PID效应是因为负极对地电压小于0,导致组件电子流失造成了组件功率衰减,让光伏发电系统患上“风湿病” 

光伏发电系统的常见问题及应对措施

1光伏发电是否有辐射、污染?
解答:电力专家表示:“目前从运行看,光伏发电是没有辐射和污染的。但是会有电池和噪音问题。电子设备在运行时会有噪音,但在可控范围内。电池类似手机、相机电池等有小剂量的辐射,但不会是大问题。”光伏发电电池板回收是否有辐射主要看其材料。如果是晶硅太阳能电池回收没有太多污染源,同样,非晶硅光伏太阳能产品,主要看选择何种材料。“有些惰性材料要好些,毒性要小些。”

2冬天天冷时会不会电力不足?

解答:光伏系统的发电量的确受温度的影响,直接影响发电量的因素是辐照强度和日照时长以及太阳能电池组建的工作温度。冬天难免辐照强度会弱,日常时长会短,一般发电量较夏天会少,这是很正常的现象。分布式光伏系统与电网相连,只要电网有电,家庭负载就不会出现电力不足和断电的情况。

屋顶光伏发电的优势分析

发电是把太阳能直接转化为电能,不消耗燃料,不污染环境,不产生噪音,不产生危害人体安全的辐射,是绿色清洁能源。太阳能资源分布广泛,是用之不竭、取之不尽的资源。与传统的火力发电和新型的风力发电、核力发电相比,太阳能发电是最理想的可持续再生能源发电技术,其优势如下:

1.太阳资源分布广泛

用之不竭、取之不尽

太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量,尽管太阳辐射到地球大气层外界的能量仅为其总辐射能量(约为3.75×10^14tw)的22亿分之一,但其辐射通量已高达1.73×10^5tw,即太阳每秒钟投射到地球上的能量相当5.9×10^6吨煤。照射到地球上的太阳能要比人类目前消耗的能量大6000倍。而且太阳能在地球上分布广泛,只要有光照的地方就可以使用太阳能发电系统,不受地域、海拔等因素的限制。

太阳能光伏板阳光房的市场应用与前景分析

  1.1: 太阳能光伏解释

  太阳能光伏发电系统是利用太阳电池半导体材料的光伏效应,将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统,有独立运行和并网运行两种方式。独立运行的光伏发电系统需要有蓄电池作为储能装置,主要用于无电网的边远地区和人口分散地区,整个系统造价很高;在有公共电网的地区,光伏发电系统与电网连接并网运行,省去蓄电池,不仅可以大幅度降低造价,而且具有更高的发电效率和更好的环保性能。

  1.2:概述

  1.2.1:太阳能发电分为光热发电和光伏发电。通常说的太阳能发电指的是太阳能光伏发电,简称“光电”。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。这种技术的关键元件是太阳能电池。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。

光伏板件与辐射的关系

如今,太阳能光伏发电技术的日益成熟与光伏发电产品的持续供应替代了全球部分传统能源的供应,太阳能光伏组件迅速拓展开来,那么这是否对人体造成辐射呢?

辐射是什么?

辐射一般来说包含短波辐射和一些高能粒子流。辐射大致分为热辐射、光线辐射、太阳辐射及电磁辐射,高能粒子流也是其中一种辐射。我们平时接触最多的是电磁辐射,例如有电脑、电视、微波炉、手机、通讯站等有电流经过的地方。 光伏发电时与手机对比测试
手机电磁辐射是日常接触到一种最简单的辐射。虽然经过测试,辐射跟手机对比外的光伏板对比辐射数字相差明显,由000变化到1304数值之间。但是,手机远离光伏组件时数值是往下降的。两者对比,证实光伏组件自身发电时并不产生附加有害辐射。
光伏发电是否会产生辐射?
对于光伏发电系统来说,根据光生伏打效应原理将太阳能转换为电能,无污染、无辐射。发电机原理完全是能量的直接转化,其中没有任何化学变化以及核反应,不会对人身健康产生影响。此逆变器、配电柜等电子器件都可通过EMC(电磁兼容性)测试。

光伏支架基础的类型都有哪些?

光伏组件支架基础上作用的荷载主要有:支架及光伏组件自重(恒荷载)、风荷载、雪荷载、温度荷载及地震荷载。其中起控制作用的主要是风荷载,因此基础设计应保证风荷载作用下基础的稳定,在风荷载作用下,基础有可能出现拔起、断裂等破坏现象,基础设计应能保证在此作用力下不出现破坏。

下面我们来了解一下地面光伏支架基础与平面屋顶光伏支架基础的类型都有哪些以及它们都有什么特征。

地面光伏支架基础

 钻孔灌注桩基础:成孔较为方便,可以根据地形调整基础顶面标高,顶标高易控制,混凝土钢筋用量小,开挖量小,施工快,对原有植被破坏小。但存在混凝土现场成孔、浇筑,适用于一般填土、粘性土、粉土、砂土等。

光伏电站清洁:干旱地区低成本解决电站耗水问题

中国大量地面光伏电站布局在甘肃、青海等西部严重缺水地区,由于太阳能电池板需要经常清洗,耗水“极其严重”,这是地方政府上马电站之时不曾预料到的。如何规范化、低成本解决电站耗水,正成为政府与企业面对的一个新课题。

西部荒漠里的太阳能电池板需要经常清洗,水成了问题。

国家发改委能源研究所研究员王斯成去西部详细考察了一圈,2014年8月5日,在呼和浩特召开的大型光伏电站高效可靠运营与发电增效研讨会上,王斯成谈到这个“极其严重”的问题:干旱、光照强烈、沙尘严重的中国西部,五省区(青海、新疆、甘肃、宁夏、内蒙古)太阳能地面电站累计装机超过15吉瓦(GW),如此大规模的电站平均2-3个月就要清洗一遍,由此耗费大量水资源的问题,该怎么办?

光伏支架钢材与铝材的比较和选择

一.材料强度方面
支架一般采用Q235B钢材与铝合金挤压型材6063 T6,两者设计强度对比见下表:
表1:强度对比表(N/mm2)

强度方面,6063 T6铝合金大概为Q235 B钢材的68%-69%,所以一般在强风地区、跨度比较大等情况下钢材优于铝合金型材。
二.挠度变形方面
结构的挠度变形与型材的形状尺寸、弹性模量(材料固有的一个参数)有关系,与材料的强度没有直接联系。
表2:在同等的截面条件下两者的综合对比

在同等条件下,铝合金型材变形量是钢材的2.9倍,重量是钢材的35%,造价方面在同等重量下,铝材是钢材的3倍。所以一般在强风地区、跨度比较大、造价方面等条件钢材优于铝合金型材。
三.防腐蚀方面
目前支架主要的防腐蚀方式钢材采用热浸镀锌55-80μm,铝合金采用阳极氧化5-10μm。
铝合金在大气环境下,处于钝化区,其表面形成一层致密的氧化膜,阻碍了活性铝基体表面与周围大气相接触,故具有非常好的耐腐蚀性,且腐蚀速率随时间的延长而减小。
钢材在普通条件下(C1-C4类环境),80μm镀锌厚度能保证使用20年以上,但在高湿度工业区或高盐度海滨甚至温带海水里则腐蚀速度加快,镀锌量需要100μm,以上并且需要每年定期维护。
在防腐蚀方面铝合金远远优异于钢材。
四、外观对比
(1)外观:铝合金型材有很多种表面处理方式,如阳极氧化、化学抛光、氟碳喷涂、电泳涂漆等。外表美观并能适应各种强腐蚀作用的环境。
钢材则一般采用热浸镀锌、表面喷涂、油漆涂层等方式。外观差于铝合金型材。在防腐蚀方面也差于铝型材。
(2)截面多样性:铝合金型材一般加工方式有挤压、铸造、折弯、冲压等方式。挤压生产是目前主流生产方式,通过开挤压模的方式,可以达到生产出任意任意截面型材,并且生产速度比较快。
钢材则一般采用辊压、铸造、折弯、冲压等方式。目前辊压是生产冷弯型钢的主流生产方式。截面则需要通过辊压轮组来调节,但一般机器定型后只能生产同类产品,尺寸方面调节,而截面形状无法改变,如C型钢、Z型钢等截面。辊压生产方式则比较固定,生产速度比较快。
五、材料的回收
钢结构的维护成本每年增长3%,而铝结构的支架几乎不需要任何的保养与维护,且铝材在30年后依然有65%的回收率,铝价格每年预计上涨3%,钢结构在30年后基本上就是一堆废铁,无回收价值。

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