文档介绍：光伏发电的研究
摘要:中国有很多光资源丰富的地区。新疆是光资源丰富的地区之一,所以光伏发电的研究有着重大的意义。本论文基于国内外光伏发电技术的现状对光伏产业、关键技术及新疆光伏发电产业的前景进行研究。提出国家光伏发电所面临的问题及解决的一些建议。
关键词:光伏发电、太阳能、伏特效应
正文内容:
1太阳能光伏产业
光伏发电的基本概念
物质吸收光能产生电动势的现象,称为光生伏特效应。这种现象在液体和固体物质中都会发生,但是效率却大小不一,其中半导体 P-N 结器件在太阳光照射下的光电转换效率较高。而利用光生伏特效应原理制成的晶体硅太阳能电池,可将太阳的光能直接转换成为电能,称为光- 电转换,即太阳能光伏发电。太阳能光伏发电的能量转换器是太阳能电池,又称光伏电池,是太阳能光伏发电系统的基础和核心器件。当太阳光(或其他光)照射到太阳能电池上时,太阳能电池吸收光能,产生光生电子- 空穴对。在电池内建电场作用下,光生电子和空穴分离,电池两端出现异号电荷的积累,即产生“光生电压”,这就是“光生伏特效应”。[1]若在内建电场的两侧引出电极并接上负载,则负载就有了“光生电流”流过,从而获得功率输出。这样,太阳的光能就直接变成了可以使用的电能。光伏发电系统分为独立光伏发电系统和并网光伏发电系统。太阳能光伏发电系统主要包括:太阳能电池方列、阻塞二极管、储能蓄电池组、调节控制器、逆变器、用电负载等。其中,太阳能电池组件和蓄电池为电源系统,阻塞二极管、控制器和逆变器为控制保护系统,负载为系统终端。
辅料链
辅料链在太阳能光伏产业中所占的比重很大。由于太阳能光伏产品涉及的辅料数量和品种较多,因此,以硅片为界,分为硅片前和硅片后两个部分。
硅片前辅料主要是提纯和生产多晶硅、单晶硅所用的辅料。包括:氯产品、氢气以及氢氯化所用的气体、氮化硅粉、惰性气体、其他反应气体、石英坩埚、铸锭炉、炭毡、温度传感器件等。
硅片后辅料包括切割线、切削液、金刚砂微粉、各类碱、酸和纯净水、三氯氧磷气体、硅烷气体、银浆、铝浆等。
从产值上看,太阳能光伏产业价值最大、最先启动的市场,并不是光伏电池和组件,而是装备市场。同样以硅片为界,分为硅片前和硅片后两个部分。
硅片前装备包括矿热炉、除尘设备、变压器、破碎及硅石清洗设备、精炼炉、中频感应炉等。
硅片后设备包括生产太阳能电池片的整套设备、光伏发电设备、储能系统等。
伏发电系统是由光伏电池板、控制器和电能储存及变换环节构成的发电与电能变换系统。太阳光辐射能量经由光伏电池板直接转换为电能,并通过电缆、控制器、储能等环节予以储存和转换,提供负载使用。图1- 2 是一个典型光伏发电系统的构成图。
太阳能电池方阵
控制器
直流交流逆变器
直流负载
蓄电池组
交流负载
图1-2 光伏发电系统构成图
光伏发电系统按与电力系统关系分类,通常分为独立光伏发电系统(Stand-Alone PV System)和并网光伏发电系统(Grid-Connected PV System)。
独立光伏发电系统是不与常规电力系统相连而孤立运行的发电系统,通常建设在远离电网的边远地区或作为野外移动式便携电源,其建设的主要目的是解决无电问题。由于太阳能发电的特点是白天发电,而负荷用电特性往往是全天