一、光伏發電是什么意思
光伏(fu)(fu)發(fa)電(dian)是利用半導(dao)體界(jie)面(mian)的光生伏(fu)(fu)特效應而(er)將光能(neng)直接轉變為電(dian)能(neng)的一種(zhong)技(ji)術(shu)。主要(yao)由(you)太(tai)陽電(dian)池板(組(zu)(zu)件)、控制器(qi)和逆變器(qi)三大(da)部(bu)(bu)分組(zu)(zu)成(cheng)(cheng),主要(yao)部(bu)(bu)件由(you)電(dian)子元器(qi)件構成(cheng)(cheng)。太(tai)陽能(neng)電(dian)池經過(guo)串聯后進行封裝保護可形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)大(da)面(mian)積的太(tai)陽電(dian)池組(zu)(zu)件,再配(pei)合(he)上功率控制器(qi)等部(bu)(bu)件就形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)了光伏(fu)(fu)發(fa)電(dian)裝置。
二、太陽能光伏發電對人體有輻射嗎
光伏系統有電(dian)(dian)磁輻射,但比(bi)較(jiao)少(shao),采用合格的設備,不會對人體造成傷害和對家用電(dian)(dian)器(qi)造成干擾。光伏組件(jian)是直流電(dian)(dian),不會產(chan)生輻射,逆變器(qi)的輻射嚴格控制在安全范圍內。
光(guang)(guang)(guang)伏發電是將光(guang)(guang)(guang)能通(tong)過半(ban)導體的(de)(de)特性(xing)直(zhi)(zhi)接轉化為直(zhi)(zhi)流(liu)電能的(de)(de),再通(tong)過逆(ni)變(bian)器(qi)將直(zhi)(zhi)流(liu)電轉換(huan)成可以被我們使(shi)用的(de)(de)交(jiao)流(liu)電。光(guang)(guang)(guang)伏系統是由(you)光(guang)(guang)(guang)伏組件,支架(jia),直(zhi)(zhi)流(liu)電纜,逆(ni)變(bian)器(qi),交(jiao)流(liu)電纜,配電柜,變(bian)壓器(qi)等(deng)組成,其中支架(jia)不(bu)帶電,自然不(bu)會(hui)產(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)電磁干擾。光(guang)(guang)(guang)伏組件和直(zhi)(zhi)流(liu)電纜,里面是直(zhi)(zhi)流(liu)電流(liu),方向沒有變(bian)化,只(zhi)能產(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)電場,不(bu)能產(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)磁場。輸出變(bian)壓器(qi)雖然是交(jiao)流(liu)電,但頻率(lv)很(hen)低(di),只(zhi)有50Hz,產(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)磁場很(hen)低(di)。逆(ni)變(bian)器(qi)是把直(zhi)(zhi)流(liu)電轉為交(jiao)流(liu)電的(de)(de)設備,里面有電力電子(zi)變(bian)換(huan),頻率(lv)一般為5-20KHz,因此(ci)會(hui)產(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)交(jiao)變(bian)電場,所以也會(hui)產(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)電磁輻射。但國(guo)家(jia)對光(guang)(guang)(guang)伏逆(ni)變(bian)器(qi)電磁兼容(rong)性(xing)有嚴格(ge)的(de)(de)標準。光(guang)(guang)(guang)伏逆(ni)變(bian)器(qi)的(de)(de)電磁輻射,同家(jia)用電器(qi)相(xiang)比,大約和筆記(ji)本電腦差不(bu)多,低(di)于電磁爐(lu),電吹風,冰箱(xiang)。
因此,太(tai)陽能(neng)(neng)光伏發(fa)電不(bu)僅不(bu)會對人的(de)(de)健康產生危害,還(huan)可以為地球(qiu)提(ti)供綠色清潔的(de)(de)優質(zhi)能(neng)(neng)源,是人類未來能(neng)(neng)源發(fa)展方向。
三、太陽能光伏發電的優點
1、太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)資(zi)源(yuan)取之不(bu)盡,用之不(bu)竭,照射(she)到(dao)地球上的(de)(de)太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)要比人類目前消(xiao)耗的(de)(de)能(neng)量大6000倍。而且太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)在地球上分布(bu)廣(guang)泛(fan),只(zhi)要有光(guang)(guang)照的(de)(de)地方就可以使用光(guang)(guang)伏發(fa)電系統,不(bu)受地域、海拔等因素的(de)(de)限制。
2、太陽能(neng)資源隨(sui)處(chu)可(ke)得,可(ke)就(jiu)近供(gong)電,不必長距(ju)離輸送,避免了長距(ju)離輸電線路所造(zao)成的電能(neng)損失。
3、光(guang)伏(fu)發電(dian)的(de)能量轉換(huan)過程簡(jian)單,是直接從(cong)光(guang)能到電(dian)能的(de)轉換(huan),沒有中間過程(如熱能轉換(huan)為(wei)機械(xie)能、機械(xie)能轉換(huan)為(wei)電(dian)磁能等)和(he)機械(xie)運動,不存在機械(xie)磨(mo)損(sun)。根據熱力(li)學分析(xi),光(guang)伏(fu)發電(dian)具有很高的(de)理論發電(dian)效率,可(ke)達80%以(yi)上,技術開發潛力(li)巨大。
4、光(guang)伏發電本身不(bu)使用燃(ran)料,不(bu)排放包括溫室氣體(ti)和(he)其它廢氣在內的(de)任何物質,不(bu)污染空氣,不(bu)產(chan)生噪聲(sheng),對(dui)環(huan)境(jing)友好,不(bu)會遭受能(neng)源(yuan)危(wei)機或燃(ran)料市場不(bu)穩定而造(zao)成的(de)沖擊,是真正綠色環(huan)保的(de)新型(xing)可再生能(neng)源(yuan)。
5、光(guang)伏發(fa)電過程(cheng)不需要冷卻水(shui),可以(yi)安(an)裝在沒有水(shui)的荒漠戈壁上。光(guang)伏發(fa)電還可以(yi)很方便地(di)與建筑物結合(he),構成(cheng)光(guang)伏建筑一體化發(fa)電系統,不需要單獨占(zhan)地(di),可節省寶貴的土地(di)資源。
6、光伏發電(dian)無機械(xie)傳動(dong)部件,操作、維(wei)護簡單(dan),運(yun)行穩定可靠(kao)。一套(tao)光伏發電(dian)系(xi)統只要有太陽能電(dian)池組件就能發電(dian),加之自動(dong)控制技術的廣泛(fan)采(cai)用(yong),基(ji)本上可實現無人值守,維(wei)護成本低(di)。
7、光(guang)伏發電系統工作性能(neng)穩定可靠,使(shi)用壽命(ming)長(30年(nian)(nian)以(yi)上)。晶體硅太(tai)陽能(neng)電池(chi)壽命(ming)可長達(da)20~35年(nian)(nian)。在(zai)光(guang)伏發電系統中,只(zhi)要設(she)計合理、選型(xing)適當,蓄(xu)電池(chi)的壽命(ming)也可長達(da)10~15年(nian)(nian)。
8、太陽能(neng)電(dian)(dian)池組(zu)件(jian)結構簡單,體積小、重量(liang)輕,便于運輸和安裝。光伏發電(dian)(dian)系統(tong)建設周期短,而且(qie)根(gen)據用電(dian)(dian)負荷容量(liang)可大可小,方便靈活,極易組(zu)合、擴容。
四、太陽能光伏發電的缺點
1、能量密度低
盡(jin)管太(tai)陽(yang)投向地(di)球的(de)能(neng)(neng)(neng)量總(zong)和極其巨大,但由于地(di)球表面積(ji)也很大,而且地(di)球表面大部分被海洋覆(fu)蓋,真正能(neng)(neng)(neng)夠(gou)到達(da)陸地(di)表面的(de)太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)(neng)只(zhi)有到達(da)地(di)球范圍(wei)太(tai)陽(yang)輻(fu)射能(neng)(neng)(neng)量的(de)10%左右,致使在陸地(di)單位面積(ji)上(shang)能(neng)(neng)(neng)夠(gou)直接獲(huo)得(de)的(de)太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)(neng)量較(jiao)少。通(tong)常以(yi)太(tai)陽(yang)輻(fu)照(zhao)度(du)來表示,地(di)球表面輻(fu)照(zhao)度(du)最高值約(yue)為1.2kw/㎡,且絕大多(duo)數地(di)區和大多(duo)數日照(zhao)時間內都低(di)于1kw/㎡。太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)(neng)的(de)利用實(shi)際上(shang)是低(di)密度(du)能(neng)(neng)(neng)量的(de)收集、利用。
2、占地面積大
由(you)于太陽能(neng)能(neng)量密度(du)低,這就使得光(guang)(guang)伏(fu)發(fa)電(dian)(dian)系統(tong)的(de)占(zhan)地(di)面積(ji)會很大,每(mei)10kw光(guang)(guang)伏(fu)發(fa)電(dian)(dian)功率(lv)(lv)占(zhan)地(di)約需100㎡,平均每(mei)平方(fang)米面積(ji)發(fa)電(dian)(dian)功率(lv)(lv)為(wei)100w。隨著光(guang)(guang)伏(fu)建(jian)(jian)筑(zhu)一體化發(fa)電(dian)(dian)技術的(de)成熟(shu)和(he)發(fa)展,越(yue)來越(yue)多的(de)光(guang)(guang)伏(fu)發(fa)電(dian)(dian)系統(tong)可以利用建(jian)(jian)筑(zhu)物、構筑(zhu)物的(de)屋(wu)頂和(he)立面,將(jiang)逐漸克服光(guang)(guang)伏(fu)發(fa)電(dian)(dian)占(zhan)地(di)面積(ji)大的(de)不足。
3、轉換效率低
光(guang)(guang)伏(fu)發(fa)(fa)電(dian)(dian)的(de)最基本單元是太陽能(neng)電(dian)(dian)池(chi)組件。光(guang)(guang)伏(fu)發(fa)(fa)電(dian)(dian)的(de)轉(zhuan)換效(xiao)率(lv)指光(guang)(guang)能(neng)轉(zhuan)換為電(dian)(dian)能(neng)的(de)比率(lv)。目(mu)前(qian)晶(jing)體硅光(guang)(guang)伏(fu)電(dian)(dian)池(chi)轉(zhuan)換效(xiao)率(lv)為13%~17%,非晶(jing)硅光(guang)(guang)伏(fu)電(dian)(dian)池(chi)只有5%~8%。由于(yu)光(guang)(guang)電(dian)(dian)轉(zhuan)換效(xiao)率(lv)太低,從而使光(guang)(guang)伏(fu)發(fa)(fa)電(dian)(dian)功率(lv)密度(du)低,難以(yi)形(xing)成高功率(lv)發(fa)(fa)電(dian)(dian)系統。因此,太陽能(neng)電(dian)(dian)池(chi)的(de)轉(zhuan)換效(xiao)率(lv)低是阻礙(ai)光(guang)(guang)伏(fu)發(fa)(fa)電(dian)(dian)大(da)面積推(tui)廣的(de)瓶(ping)頸。
4、間歇性工作
在(zai)地球表面(mian),光伏發(fa)電(dian)(dian)系統(tong)只能在(zai)白天發(fa)電(dian)(dian),晚上(shang)不能發(fa)電(dian)(dian),除非在(zai)太空中沒有晝夜之(zhi)分的情況下,太陽(yang)能電(dian)(dian)池才可以(yi)連(lian)續發(fa)電(dian)(dian),這與(yu)人們的用電(dian)(dian)需求不符(fu)。
5、受氣候環境因素影響大
太(tai)陽(yang)能(neng)光(guang)伏發電的(de)(de)能(neng)源直接(jie)來源于太(tai)陽(yang)光(guang)的(de)(de)照射,而(er)地球表面(mian)上的(de)(de)太(tai)陽(yang)照射受(shou)氣(qi)候的(de)(de)影響很大(da),長(chang)期的(de)(de)雨雪天(tian)、陰天(tian)、霧天(tian)甚至云層的(de)(de)變化都會(hui)嚴重影響系統的(de)(de)發電狀態。另外(wai),環境因素的(de)(de)影響也很大(da),比較突出的(de)(de)一點是,空氣(qi)中(zhong)的(de)(de)顆粒物(wu)(如灰塵)等(deng)沉落在太(tai)陽(yang)能(neng)電池(chi)(chi)組(zu)件的(de)(de)表面(mian),阻擋了(le)部分(fen)光(guang)線的(de)(de)照射,這(zhe)樣(yang)會(hui)使電池(chi)(chi)組(zu)件轉換效率(lv)降低,從(cong)而(er)造成發電量減少甚至電池(chi)(chi)板的(de)(de)損壞(huai)。
6、地域依賴性強
地理位(wei)置不同,氣候不同,使各地區(qu)日照資(zi)源(yuan)相差很大。光伏(fu)發電系統只(zhi)有應用在太陽能資(zi)源(yuan)豐富的地區(qu),其效果才會好(hao)。
7、系統成本高
由于(yu)太陽(yang)能(neng)光伏發(fa)電(dian)(dian)的(de)(de)(de)效率(lv)較低,到目(mu)前為止,光伏發(fa)電(dian)(dian)的(de)(de)(de)成(cheng)本仍然是(shi)(shi)其(qi)他常規發(fa)電(dian)(dian)方式(如火力和(he)水力發(fa)電(dian)(dian))的(de)(de)(de)幾(ji)倍,這是(shi)(shi)制約其(qi)廣(guang)泛應用(yong)的(de)(de)(de)最主要因素。但是(shi)(shi)也(ye)(ye)應看(kan)到,隨著太陽(yang)能(neng)電(dian)(dian)池(chi)產(chan)能(neng)的(de)(de)(de)不(bu)(bu)斷擴(kuo)大及電(dian)(dian)池(chi)片光電(dian)(dian)轉換效率(lv)的(de)(de)(de)不(bu)(bu)斷提高,光伏發(fa)電(dian)(dian)系(xi)統的(de)(de)(de)成(cheng)本也(ye)(ye)下(xia)降得非(fei)常快。太陽(yang)能(neng)電(dian)(dian)池(chi)組(zu)件的(de)(de)(de)價格幾(ji)十(shi)年來已經從(cong)最初(chu)的(de)(de)(de)每瓦70多(duo)美元下(xia)降至目(mu)前的(de)(de)(de)每瓦2美元左(zuo)右(you)。
8、晶體硅電池的制造過程高污染、高能耗
晶體硅電(dian)池的(de)(de)主(zhu)要原料是純(chun)凈的(de)(de)硅。硅是地(di)球(qiu)上含(han)量僅次于氧的(de)(de)元素,主(zhu)要存(cun)在形式是沙子(sio2)。從硅砂一(yi)步步變成純(chun)度為(wei)99.9999%以上的(de)(de)晶體硅,要經過多道化學和物理工序的(de)(de)處(chu)理,不僅要消耗大量能源,還會造成一(yi)定的(de)(de)環境污染。