太陽(yáng)能光伏是指以光生伏打效應(yīng)原理制成的太�(yáng)能電池將太陽(yáng)輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電系�(tǒng),有�(dú)立運(yùn)行和并網(wǎng)�(yùn)行兩種方�。太�(yáng)能光伏系�(tǒng)按應(yīng)用領(lǐng)域可以分為住宅用、公共設(shè)施用及產(chǎn)�(yè)�(shè)施用太陽(yáng)能光伏系�(tǒng)��
能夠�(chǎn)生光伏效�(yīng)的材料有許多種,如:?jiǎn)尉�?,多晶硅,非晶硅,砷化鎵,硒銦銅�。它們的�(fā)電原理基本相�,現(xiàn)以晶體為例描述光�(fā)電過(guò)�。P型晶體硅�(jīng)�(guò)摻雜磷可得N型硅,形成P-N�(jié)?!�?dāng)光線(xiàn)照射太陽(yáng)電池表面�(shí),一部分光子被硅材料吸收;光子的能量傳遞給了硅原�,使電子�(fā)生了越遷,成為自由電子在P-N�(jié)兩側(cè)集聚形成了電位差,當(dāng)外部接通電路時(shí),在該電壓的作用�,將�(huì)有電流流�(guò)外部電路�(chǎn)生一定的輸出功率。這�(gè)�(guò)程的�(shí)�(zhì)就是:光子能量轉(zhuǎn)換成電能的過(guò)��
大氣�(zhì)量AM(Air Mass)
太陽(yáng)光通過(guò)大氣層的路徑�(zhǎng)�,簡(jiǎn)�(chēng)AM,外層空間為AM 0,陽(yáng)光垂直照射地球時(shí)為AM1(相當(dāng)�/秋分分陽(yáng)光垂直照射于赤道上之光譜),太�(yáng)電池�(biāo)�(zhǔn)�(cè)試條件為AM 1.5(相當(dāng)�/秋分�(yáng)光照射于�/北緯�48.2度上之光�)�
日照�(qiáng)�(Irradiance)
單位面積�(nèi)日射功率,一般以W/㎡或mW/c㎡為單位,AM 0之日照強(qiáng)度超�(guò)1300W/�,太�(yáng)電池�(biāo)�(zhǔn)�(cè)試條件為1000W/�(相當(dāng)�100mW/c�)�
日射�(Radiation)
單位面積于單位時(shí)間內(nèi)日射總能�,一般以百萬(wàn)�?fàn)?�.平方�(MJ/Y.�)或百�(wàn)�?fàn)?�.平方�(MJ/M.�)�1�?fàn)�?瓦特功率�1秒鐘累積能量(1J=1W.s)�
太陽(yáng)能電�(Solar Cell)
具有光伏效應(yīng)(Photovoltaic Effect)將光(Photo)�(zhuǎn)換成�(Voltaic)的組件,又稱(chēng)為光伏電�(PV Cell),太�(yáng)能電池產(chǎn)生的電皆為直流電�
太陽(yáng)光電(Photovoltaic�
�(jiǎn)�(chēng)PV(photo=light光線(xiàn),voltaics=electricity電力�,由于這種電力方式不會(huì)�(chǎn) 生氮氧化物,以及�(duì)人體有害的氣體與輻射性廢棄物,被�(chēng)為「清凈發(fā)電技�(shù)」�
PV System,則是將太陽(yáng)光能�(zhuǎn)換成電能整套系統(tǒng),稱(chēng)為太�(yáng)光電系統(tǒng)或光伏系�(tǒng),依分類(lèi)有獨(dú)立型、并�(lián)型與混合��
PV模板(PV Module)
將多只太�(yáng)電池串聯(lián)提升電壓,并以堅(jiān)固外材封裝以利應(yīng)�,又�(chēng)為模�(PV Pannel或PV Module)�
PV組列(PV String)
將模板多片串�(lián)成一�,組列的目的在提高電壓,�10片模板電�20伏特5安培串聯(lián)成組�,組列電壓即�200伏特、電流為5安培�
PV�(shù)�(PV Array)
將多�(gè)組列并聯(lián)即為�(shù)�。數(shù)組目的在提高電流,將5串組列電�200伏特5安培并聯(lián)成數(shù)�,數(shù)組電壓為200伏特、電流為25安培。由1�(gè)組列�(gòu)成的�(shù)�,數(shù)組就相當(dāng)于組��
�(dú)立型系統(tǒng)(Stand Along System)
將多只太�(yáng)電池串聯(lián)提升電壓,并以堅(jiān)固外材封裝以利應(yīng)�,又�(chēng)為模�(PV Pannel或PV Module)�
并聯(lián)型系�(tǒng)(Grided System)
PV�(shù)組輸出經(jīng)換流器轉(zhuǎn)換成交流與市電或自備�(fā)電機(jī)并聯(lián),系�(tǒng)�(wú)需配置蓄電裝置�
混合型系�(tǒng)(Hybrid System)
�(dú)立型與并�(lián)型混合體,在天災(zāi)市電停止供電�(shí),并�(lián)型系�(tǒng)�(huì)停止�(yùn)�,混合型可切換于�(dú)立型繼續(xù)供電,因此又�(chēng)為防�(zāi)��
瓩(kW�
千瓦,發(fā)電設(shè)備容量的�(jì)算單位;1�=1000瓦(Watt��
峰瓩(kWp�
P表peak,代表峰�。指裝設(shè)的太�(yáng)電池模板在標(biāo)�(zhǔn)狀況下,(即模板溫�25℃、轉(zhuǎn)�
�(zhuǎn)換效�15%)發(fā)電量總和。通常1峰瓩可發(fā)3-5度電�
瓩時(shí)(kWh�
為衡量發(fā)電用量的單位,指使用1000瓦的電器�(shè)�1小時(shí)所消耗的電力,俗�(chēng)「度��
MW(Mega Watt�
百萬(wàn)�,在衡量太陽(yáng)光電公司�(chǎn)能時(shí)通常采用單位�
安培小時(shí)Ah(Ampere Hour)
另一種電能量表示方式,通常用于蓄電池容量,50Ah表示5安培10小時(shí)容量�1安培50小時(shí)容量,唯蓄電池容量不能全部利用�
�(fù)載(Load�
特定�(shí)間內(nèi),每單位�(shí)間輸出的電力或電流�<https://www.a-sipv.com/>
建材一體太�(yáng)電池模板(BIPV,Building Integrated Photovoltaics�
將太�(yáng)光電系統(tǒng)�(jié)合建筑設(shè)�(jì)的一種節(jié)能建材產(chǎn)�,可直接取代傳統(tǒng)屋頂、窗�(hù)、外墻及遮陽(yáng)(�)棚等??纱蠓纳苽鹘y(tǒng)太陽(yáng)光電系統(tǒng)笨重外型,不但美觀(guān)還可以增加空間效�;打造另一�(gè)太陽(yáng)光電建筑�(chǎn)�(yè)的市�(chǎng)商機(jī) �
電力�(diào)節(jié)�(Power Conditioner)
�(fù)�(zé)電力�(diào)節(jié)功能�(shè)備的�(tǒng)�(chēng),對(duì)蓄電池充�/放電�(diào)節(jié)的控制器,或?qū)⒅绷鬓D(zhuǎn)換交流調(diào)節(jié)的換流器皆是�
充電控制�(Charger�
具蓄電池充電控制功能,可控制充電電流大小,當(dāng)蓄電池電壓達(dá)飽和電壓�(shí)能予切斷充電功能的控制器,這是�(dú)立型配置蓄電池必要設(shè)��
放電控制�(Charger)
蓄電池放電控制功能,可限制放電電流大小或�(shí)�,當(dāng)蓄電池于截止電壓�(shí)能予切斷放電功能的控制器,這是�(dú)立型配置蓄電池必要設(shè)��<https://www.a-sipv.com/>
�/放電控制�(Charger/Discharger)
具充電與放電功能的控制器,常用于�(dú)立型系統(tǒng)��
變流�(Inverter) <https://hi.baidu.com/photovoltaic>
將直流電�(zhuǎn)換成交流�(shè)備,又稱(chēng)為逆變�,用于并�(wǎng)型PV系統(tǒng)換流器是�(zhuān)屬規(guī)格,不同于一般市售改變頻率的換流�
太陽(yáng)能電池最早用于空間技�(shù),至今宇宙飛船和人造衛(wèi)星的電力仍然基本上依靠太�(yáng)能電池系�(tǒng)�(lái)供給�70年代以后,太�(yáng)能電池在地面得到廣泛�(yīng)�,目前已遍及生活照明、鐵路交�、水利氣象、郵電通信、廣播電�、陰極保�(hù)、農(nóng)林牧�(yè)、軍事國(guó)�、并�(wǎng)�(diào)峰等各�(gè)�(lǐng)域。功率級(jí)�,大�10MW的太�(yáng)能電池發(fā)電站,小到手�、計(jì)算器的電源。隨著太�(yáng)能電池發(fā)電成本的�(jìn)一步降�,它將�(jìn)入更大規(guī)模的工業(yè)�(yīng)用領(lǐng)�,如海水淡化、光電制�、電�(dòng)�(chē)充電系統(tǒng)�;對(duì)于這些系統(tǒng),目前世界上已有成功的示�。太�(yáng)能電池發(fā)電最終的�(fā)展目�(biāo),是�(jìn)入公共電力網(wǎng)的規(guī)模應(yīng)�,包括中心并�(wǎng)光伏電站、風(fēng)-光互補(bǔ)電站、電�(wǎng)末稍的延伸光伏電�、分散式屋頂并網(wǎng)光伏系統(tǒng)等。展望太�(yáng)能電池發(fā)電的未來(lái),人們甚至設(shè)想出大型的宇宙發(fā)電計(jì)劃,即在太空中建立人造同步衛(wèi)星光伏電��1997�8月在加拿大蒙特利爾召�(kāi)了第四屆�(guó)際空間太�(yáng)能電站會(huì)議,提出了一些構(gòu)想,但付諸實(shí)�,恐非短期所能實(shí)�(xiàn)。但美國(guó)、日本已制訂了試�(yàn)性發(fā)射計(jì)劃(容量等級(jí)�1000KWp�(shù)量級(jí)�。因?yàn)榇髿鈱油獾年?yáng)光輻射比地球上要高出30%以上,而且由于宇宙�(méi)有黑�,衛(wèi)星電站可以連續(xù)�(fā)電。一�11km×4km的太�(yáng)能電池板,在空間可產(chǎn)�8000MW的電�,一年的�(fā)電量將高�(dá)700億千瓦時(shí)??臻g電站可以將所�(fā)出的電通過(guò)微波源源不斷地傳送回地球供人們使�。日本一批學(xué)者認(rèn)為:在地球上的沙漠和荒原地區(qū)架設(shè)太陽(yáng)能電池陣�,用高溫超導(dǎo)電纜�(lián)成網(wǎng)�(luò)便可解決全球能源供應(yīng),不必再使用原子能核電站。美�(guó)普林斯頓大學(xué)能源和環(huán)境研究所的一批學(xué)者認(rèn)為:在下一�(gè)十年�(nèi)以光電為基礎(chǔ)的電解水制氫和儲(chǔ)氫技�(shù)將趨于成熟,他們經(jīng)�(jì)算后提出,如在新墨西哥州或亞利桑那州一塊直徑為386km的環(huán)形地區(qū)�(shè)置太�(yáng)能電池制�,便可提供相�(dāng)于美�(guó)1986年的全部礦物燃料消耗的能量�
由于晶體硅原料領(lǐng)域的�(fā)展(例如超薄晶體硅太�(yáng)電池的開(kāi)�(fā)和使用更便宜的太�(yáng)能級(jí)材料)和太陽(yáng)能電池更先�(jìn)的生�(chǎn)�(guò)程的�(fā)展,將使得晶體硅電池在將�(lái)�(huì)變得更為便宜;此�,效率也將�(jìn)一步得到提高�
薄膜太陽(yáng)能電�,例如非晶硅太陽(yáng)能電�,由于其廉價(jià)的生�(chǎn)成本而在消費(fèi)�(lǐng)域被廣泛的應(yīng)用。但它的效率低(�5�8%)、生�(chǎn)�(guī)模小、穩(wěn)定性差、原料利用率�,均限制了它的應(yīng)�。然�,如果效率能被提�,穩(wěn)定性問(wèn)題能被解決的�(huà),這種太陽(yáng)能電池仍將是將來(lái)的一�(gè)重要�(fā)展方��
基于鎵砷化合物和其他Ⅲ-V族成分的薄片太陽(yáng)能電池正處于早期的發(fā)展階段,由于它的效率有可能達(dá)�30%而顯得尤為重�,但是這種�(lèi)型的太陽(yáng)能電池在2005年以前還不可能得到廣泛應(yīng)用�
由于太陽(yáng)能光伏發(fā)電技�(shù)的重要�,在研究�(kāi)�(fā)、產(chǎn)�(yè)化制造技�(shù)及市�(chǎng)�(kāi)拓方面成為世界各�(guó)特別是發(fā)�(dá)�(guó)家激烈競(jìng)�(zhēng)的主要熱�(diǎn)。太�(yáng)能的光電利用已經(jīng)在世界范圍內(nèi)形成新興�(chǎn)�(yè),技�(shù)也在日新月異地發(fā)�,效率的提高和價(jià)格的下降已呈必然趨勢(shì)。澳大利亞新南威爾士大學(xué)已研制出 η= 24%的單體(4×4cm)高效硅太陽(yáng)能電池�80年代以來(lái),即使世界經(jīng)�(jì)總體情況處于衰退和低谷時(shí)期,光伏技�(shù)一直保持以10%-15%的遞增速度�(fā)��90年代后期,世界市�(chǎng)出現(xiàn)了供不應(yīng)求的局�,發(fā)展更加迅速�1997年世界太�(yáng)電池光伏組件生產(chǎn)122MW,比1996年增�(zhǎng)�38%�1996�88.5MW�,超出光伏界�(zhuān)家最�(lè)觀(guān)的估�(jì)�
住宅用太�(yáng)能光伏系�(tǒng)可以用于一家一�(hù),也可以用于集合住宅以及由許多集合住宅構(gòu)成的小區(qū)�,公共設(shè)施用太陽(yáng)能光伏系�(tǒng)主要用于�(xué)�、機(jī)�(guān)辦公樓、道�、機(jī)�(chǎng)�(shè)施以及其他公用設(shè)�,產(chǎn)�(yè)�(shè)施用太陽(yáng)能光伏系�(tǒng)主要用于工廠(chǎng),營(yíng)�(yè)所,賓館以及加油站等設(shè)��
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