光伏系统的优势及特点.doc

光伏系统的优势及特点在太阳能产业高速发展的今天,光伏系统与常归能源对比有以下优势及特点: 清洁、高效的可再生能源（利用大自然免费给我们提供的太阳能）节能：不消耗常规能源、环保：对环境无污染、安装简便，不需敷设电缆、一次性投资终生受益太阳能是一种自然资源，将太阳能进行采集、转换，使其变为可控电能的系统，即为太阳能光伏发电系统。这项技术由美国贝尔实验室于上世纪五十年代初研究成功，最初仅用于航天等高科技领域。上世纪七十年代爆发的全球性能源危机，促使该技术向民用方面迅速推广。经过三十多年的不断改进与发展，目前已经形成一套完整而成熟的技术，随着全球可持续发展战略的实施，该技术得到了许多国家政府的大力支持，目前在美国、欧、日等发达国家已经实现了普及应用，在我国沿海经济发达地区也有了较广泛地应用。 我国是一个太阳能资源较为丰富的国家，前国家计委、国家经贸委、科技部、建设部等部委曾多次发文，要求各地大力推广、使用包括太阳能光伏发电在内的多种可再生能源。然而时至今日，人们对太阳能应用的认识还停留在“热水器”阶段，太阳能光伏发电也只在少数沿海发达省份得以应用，内陆省虽然太阳能资源充足，但目前仍未有效利用。开发新能源和可再生清洁能源是二十一世纪世界经济发展中最具决定性影响的五项技术领域之一.充分开发利用太阳能是世界各国政府可持续发展的能源战略决策，其中阳光发电则最受瞩目。太阳能光伏发电是新能源的重要组成部分,被认为是当前世界上最有发展前景的的新能源技术,各发达国家均投入巨额资金竞相研究开发,并积极推进产业化进程,大力开拓市场应用。新世纪伊始,众多国家纷纷制定雄心勃勃的发展规划,推动光伏技术和产业的发展。各国可再生能源法的颁布、快速发展的光伏屋顶计划、各种减免税收政策和补贴政策以及逐渐成熟的绿色电力价格,为光伏市场的发展提供了了良好的基础.近几年光伏发电快速发展，光伏市场开始由边远农村和特殊应用向井网发电和与建筑结合供电的发展，光伏发电已由补充能源向替代能源过渡。预测到21世纪中叶,太阳能光伏发电将达到占世界总10%20%,成为人类的基础能源之一。光伏供电系统工作原理就是在太阳光的照射下,将太阳电池组件产生的电能通过控制器的控制给蓄电池充电或者满足负载需求的情况下直接给负载给电,如果日照不足或者在夜间则由蓄电池在控制器的控制下给直流负载供电,对于含有交流负载的光伏系统而言,还需要增加逆变器将直流电转化为交流电。光伏系统的应用具有多种形式,但是其基本原理大同小异。对于其他类型的光伏系统只是在控制机理和系统部件上根据实际的需要有所不同。3.1 光伏系统的组成包括以下三个部分:1) 太阳能电池组件2) 充、放电控制器、逆变器、测试仪表和计算机监控等电力电子设备。3) 蓄电池或其他蓄能和辅助发电设备3.2光伏系统的基本形式可分为三大类:1) 独立发电系统2) 并网发电系统3) 混合光伏系统。光伏系统的应用领域主要在太空航空器、通信系统、微波中继站、电视差转台、光伏水泵和无电缺电地区户用供电等。3.3 光伏系统的结构(包含的部件)3.3.1 光伏组件方阵由太阳能电池组件按照系统需求串、并联而成,在太阳光照射下将太阳能转化成电能输出,它是光伏系统的核心部件。3.3.2 蓄电池将太阳电池产生的电能储存起来,当光照不足,或晚上,或负载需求大于电太电池所发的电量时,将储存的电能释放,以满足负载的能量需求,它是太阳能光伏系统的储能部件。目前光伏系统常用的是铅酸蓄电池,通常采用深放电阀控式密封铅酸蓄电池、深放电吸液式铅酸蓄电池。3.3.3 控制器它对蓄电池的充、放电条件加以规定和控制,并按照负载的电源需求控制太阳电池组件和蓄电池对负载的电能输出,是整个系统的核心控制部分。目前控制器向多功能发展,有将传达统的控制部分、逆变器以及监测系统集成的趋势。3.3.4 逆变器在太阳能光伏供电系统中,如果含有交流负载,那么就有使用逆变器设备,将太阳电池产生的直流或者蓄电池释放的直流电转化为负载需要的交流电。光伏发电首先在太空领导域得到应用。1958年首颗以太阳能电池作为信号系统电源的人造卫星美国先锋号卫星发射上天,从此开始了太阳电池作为空间电源应用的新纪源。1973年能源危机爆发以及环境污染的日趋严重,使得人们清楚的认识到使用化石燃料对地球环境的危害性。这样,大力发展太阳能等可再生能源的必要性和迫切性被提上日程。1997年京都协议的签定,更是将光伏发电的应用推向一个高潮,许多国家都竞相开发各种光伏新技术和大力推广太阳能利用。像美国百万屋顶计划、德国十万屋顶计划等有力的推动了世界光伏技术的迅猛发展。全世界太阳电池的产量以超过30%的年增长率高速发展。太阳电池在地面的应用主要集中在照明、通信、交通等领域。而光伏发电于建筑物的结合以及并网发电是当今光伏应用新的趋势。 本节,将结合具体的实例讲述太阳能光伏发电的各种应用。1、光伏技术在太空的应用 光伏技术最早的应用领域是在太空,作为人造卫星的电源,后来才普及到地面应用。由于太阳电池能长期在大范围阳光强度和温度下工作,还具有高可靠性、高效率、长寿命和良好的抗福射性能(包括:空间带粒子引起的辐射和紫外福射)等优点,使它作为一种较为理想的空间电源获得了广范应用。2、 太阳能灯由于太阳能是一种利用太阳能作为能源的灯,只要阳光充足就可以就地安装,不受供电线路的影响,不用开沟埋线,不消耗常规电能,是非曲直一种绿色环保型产品,因而受到广范的关注和应用。5.2.1 太阳能路灯太阳能路灯由太阳电池组件、蓄电池、冲放电控制器、照明电路、灯杆等组成。灯杆是整个系统的支撑部分,有别于常规的路灯,它既要支撑灯头,又要支撑太阳电池组件。在现阶段最好采用高效率的晶体硅太阳电池,同时也最好选择低功耗,高亮度的照明灯管。太阳能路灯的控制器除了要具备一般光伏系统的防反充、防过充过放、防短路和反接等功能以外,还要具有自动开关照明灯的功能。通常使用定时和光控来对太阳能路灯的工作时间进行控制。定时控制可以是模拟线路或单片机控制两种方法,可以根据实际的需要,事先设定路灯每天晚上的工作时间调整电子或者机械计时器的接通或断开时刻,到时路灯便可以自动开关。另外一种控制方式是光控,可以单独安装光敏器件,也可利用太阳电池本身作为光敏器件,即在周围环境暗到一定程度时自动开灯,一直到天亮时再自动关灯。太阳能路灯可以说是集光、电、机械、控制等技术为一体，常常与周围的优美环境融为一体。设计时，除了要着重考虑其外观、结构合理、与环境协调以外，还要进行细致、科学的优化设计，合理地确定太阳电池组件、蓄电池的容量以及负载功率的大小，以保证系统稳定可靠地工作，又能达到最好的经济效益。3、太阳能灯的其他形式除了太阳能路灯外,利用太阳能照明的形式还有：）太阳能草坪灯）太阳能交通警示灯4、太阳能光伏在高速公路上的应用拉设电网的费用非常昂贵。利用太阳能光伏发电对高速公路上必需的电力设施供电，既节能环保又经济安全。）在高速公路上远离城市电网的服务区中建设光伏电站或者光伏柴油机混合系统，供给服务区的照明，餐饮等可以根据实地情况采用地面光伏阵列或者光伏建筑一体化。）应急电话系统。高速公路通过很多偏僻的地区，为了应付突发和紧急事故，必须提供紧急电话作为通信手段。因为所处地段偏僻采用太阳能供电不需远距离输配电设备，没有输电损失，运行安全可靠。）视频监视器对高速公路的运作非常重。而采用太阳能供电是一种新颖可靠的方式。）太阳能信息广告牌，提供交通信息或广告，这也是光伏系统在高速公路上应用的一个亮点。）太阳能道钉：主要应用高速公路和城市街道夜晚路边警示，也可应用于花园别墅道路的装饰点。5、太阳能光伏在通信方面的应用 太阳能光伏电源系统在工业领域最成熟的应用体现在通信领域,太阳能发电应用于无人值守微波中继站、光缆维护站、电力/广播/通信/寻呼电源系统、农村载波电话光伏系统、小型通信机、士兵GPS供电等。 作为通信机电源,在规模方面被视为最有希望的是微波通信,特别是许多微波/光缆通信网中的继站、大部分设置在沙漠或者山间僻地,由于很多是无人站,其应用范围也变得十分广范。在姚测仪系统方面,河坝管理的姚测仪系统的无人无线中继站电源使用太阳电池者比较多。电视信号的覆盖率有限，许多边远城镇、山区等不易接收电视节目，在没有卫星转转播的情况下，采用电视差转台办法是简易而行的。但是一般差转台都是设置在高山上，电源又是一个问题。采用太阳电池供电比较容易。6、太阳能光伏在家电产品中的应用 太阳能光伏在家电中的应用出现的历史相对较晚,规模也相对较小。随着人们对便携电器的不断增加以及环保意识的日益增强劲,太阳能家电市场发展的前景极为广阔各种各样的太阳能家电新产品应用而生,例如太阳能庭院灯、草坪灯、电扇、电视、电话、空调、照相机、电扇太阳能凉帽等尤其以太阳能庭院灯和太阳能草坪灯发展最为迅速，并形成了相当的生产规模。7、光伏建筑一体化 在20世纪80年代，光伏地面应用除了大量作为独立电源系统外，已经开始进入联网户用和商业建筑领域。进入90年代后随着常规发电