光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽(yáng)能電池、蓄電池、控制器和逆變器組成,其中太陽(yáng)能電池是光伏發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵部分,太陽(yáng)能電池板的質(zhì)量和成本將直接決定整個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量和成本。太陽(yáng)能電池主要分為晶體硅電池和薄膜電池兩類(lèi),前者包括單晶硅電池、多晶硅電池兩種,后者主要包括非晶體硅太陽(yáng)能電池、銅銦鎵硒太陽(yáng)能電池和碲化鎘太陽(yáng)能電池。
拋物槽式聚焦系統(tǒng)是利用拋物柱面槽式發(fā)射鏡將陽(yáng)光聚集到管形的接收器上,并將管內(nèi)傳熱工質(zhì)加熱,在熱換氣器內(nèi)產(chǎn)生蒸汽,推動(dòng)常規(guī)汽輪機(jī)發(fā)電。塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)是利用一組立跟蹤太陽(yáng)的定日鏡,將陽(yáng)光聚集到一個(gè)固定塔頂部的接收器上以產(chǎn)生高溫。
在太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中,系統(tǒng)的總效率ηese由電池組件的PV轉(zhuǎn)換率、控制器效率、蓄電池效率、逆變器效率及負(fù)載的效率等組成。但相對(duì)于太陽(yáng)能電池技術(shù)來(lái)講,要比控制器、逆變器及照明負(fù)載等其它單元的技術(shù)及生產(chǎn)水平要成熟得多,而且系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換率只有17%左右。因此提高電池組件的轉(zhuǎn)換率,降低單位功率造價(jià)是太陽(yáng)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)化的和難點(diǎn)。太陽(yáng)能電池問(wèn)世以來(lái),晶體硅作為主角材料保持著統(tǒng)治地位。對(duì)硅電池轉(zhuǎn)換率的研究,主要圍繞著加大吸能面,如雙面電池,減小反射;運(yùn)用吸雜技術(shù)減小半導(dǎo)體材料的復(fù)合;電池超薄型化;改進(jìn)理論,建立新模型;聚光電池等。
P型晶體硅經(jīng)過(guò)摻雜磷可得N型硅,形成P-N結(jié)。當(dāng)光線照射太陽(yáng)能電池表面時(shí),一部分光子被硅材料吸收;光子的能量傳遞給了硅原子,使電子發(fā)生了躍遷,成為自由電子在P-N結(jié)兩側(cè)集聚形成了電位差,當(dāng)外部接通電路時(shí),在該電壓的作用下,將會(huì)有電流流過(guò)外部電路產(chǎn)生一定的輸出功率。
系統(tǒng)相互立,可自行控制,避免發(fā)生大規(guī)模停電事故,安全性高;
彌補(bǔ)大電網(wǎng)穩(wěn)定性的不足,在意外發(fā)生時(shí)繼續(xù)供電,成為集中供電不可或缺的重要補(bǔ)充;
可對(duì)區(qū)域電力的質(zhì)量和性能進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,非常適合向農(nóng)村、牧區(qū)、山區(qū),發(fā)展中的中、小城市或商業(yè)區(qū)的居民供電,大大減小環(huán)保壓力;
輸配電損耗低,甚至沒(méi)有,無(wú)需建配電站,降低或避免附加的輸配電成本;土建和安裝成本低;
調(diào)峰性能好,操作簡(jiǎn)單;由于參與運(yùn)行的系統(tǒng)少,啟??焖?,便于實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)。
立運(yùn)行的太陽(yáng)能逆變器用于立太陽(yáng)能電池發(fā)電系統(tǒng),為立負(fù)載供電。并網(wǎng)逆變器用于并聯(lián)運(yùn)行的太陽(yáng)能電池發(fā)電系統(tǒng)。太陽(yáng)能電池在陽(yáng)光下產(chǎn)生直流電,但直流供電的系統(tǒng)有很大的局限性。例如熒光燈、電視機(jī)、冰箱、電風(fēng)扇等不能直接用直流電源供電,和大多數(shù)電機(jī)一樣。另外,當(dāng)供電系統(tǒng)需要升壓或降壓時(shí),交流系統(tǒng)只需要增加一個(gè)變壓器,而直流系統(tǒng)的升壓和降壓技術(shù)要復(fù)雜得多。因此,除了直接使用直流電的通信、氣象等特殊用戶(hù)外,還需要在太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中安裝太陽(yáng)能逆變器以供生產(chǎn)和使用。