太阳能分布式光伏发电原理
光生伏打效应在液体和固体物质中都会发生,但是只有固体(尤其是半导体PN结器件)在太阳光照射下的光电转换效率较高。利用光生伏打效应原理制成晶体硅太阳能电池,可将太阳的光能直接转换成为电能。太阳能分布式光伏发电的能量转换器是太阳能电池,又称光伏电池,是太阳能分布式光伏发电系统的基础和核心器件。太阳能转换成为电能的过程主要包括3个步骤:
(1)太阳能电池吸收一定能量的光子后,半导体内产生电子一空穴对,称为“光生载流子”,两者的电极性相反,电子带负电,空穴带正电。
(2)电极性相反的光生载流子被半导体PN结所产生的静电场分离开。
(3)光生载流电子和空穴分别被太阳能电池的正、负极收集,并在外电路中产生电流,从而获得电能。
分布式光伏发电是利用半导体界面的光伏效应将光能直接转换为电能的技术。主要由三部分组成:太阳能发电板(模块)、控制器和逆变器,主要由电子元器件组成。太阳能电池串联后,可以对其进行封装和保护,形成大面积的太阳能电池模块,然后与功率控制器等组件组合,形成分布式光伏发电装置。
无论从世界还是从中国来看,常规能源都是很有限的。中国的一次能源储量远远低于世界的平均水平,大约只有世界总储量的10%。太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源,具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、分布式光伏发电资源的充足性及潜在的经济性等优点,在长期的能源战略中具有重要地位。
太阳能分布式光伏发电系统主要应用于以下3个大的方面。
(1)为无电场合提供电源,主要为广大无电地区居民生活生产提供电力,为微波中继站和移动电话基站提供电源等。
(2)太阳能日用电子产品,如各类太阳能充电器、太阳能路灯和太阳能草坪灯等。
(3)并网发电,即接入国家电网。我国光伏并网发电已经很成熟了,从2013年开始,国家出台了一系列的分布式光伏发电促进政策,鼓励有条件的地区工商业和户用、公共建筑等建设分布式光伏发电设施。