太陽能板光伏發(fā)電原理及意義篇

發(fā)布日期：2019-07-01 00:00 來源：http://thamestown.cn 點擊：

　　光伏發(fā)電是指利用太陽能輻射直接轉(zhuǎn)變成電能的發(fā)電方式，光伏發(fā)電是當今太陽能發(fā)電的主流，所以，現(xiàn)在人們常說的太陽能發(fā)電就是光伏發(fā)電。

　　光伏分布式發(fā)電是一種新型的、具有廣闊發(fā)展前景的發(fā)電和能源綜合利用方式，它倡導就近發(fā)電，就近并網(wǎng)，就近轉(zhuǎn)換，就近使用的原則，不僅能夠有效提高同等規(guī)模光伏電站的發(fā)電量，同時還有效解決了電力在升壓及長途運輸中的損耗問題。然而分布式發(fā)電對如何大化太陽能發(fā)電量、如何保證電網(wǎng)安全也提出了嚴格要求，這一過程光伏逆變器的功能性和穩(wěn)定性也顯得異常關鍵。分布式發(fā)電遵循因地制宜、清潔高效、分散布局、就近利用的原則，充分利用當?shù)氐奶柲苜Y源，替代和減少化石能源消費。

　　分布式發(fā)電并網(wǎng)方式可以“自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”，也可“統(tǒng)購統(tǒng)銷”(全額出售給電網(wǎng))。

　　2、您知道光伏發(fā)電的歷史起源嗎?

　　1839年，19歲的法國貝克勒爾做物理實驗時，發(fā)現(xiàn)在導電液中的兩種金屬電極用光照射時電流會加強，從而發(fā)現(xiàn)了“光生伏打效應”。1930年，郞格首次提出用“光伏效應”制造太陽能電池，使太陽能變成電能。

　　1932年奧杜博特和斯托拉制成塊“硫化鎘”太陽能電池。

　　1941年奧杜在硅上發(fā)現(xiàn)光伏效應。

　　1954年5月美國貝爾實驗室恰賓、富勒和皮爾松開發(fā)出效率為6%的單晶硅太陽能電池，這是世界上個有實用價值的太陽能電池，同年威克首次發(fā)現(xiàn)了砷化鎳有光伏效應，并在玻璃上沉積硫化鎳薄膜，制成了太陽能電池，太陽光轉(zhuǎn)化為電能的實用光伏發(fā)電技術由此誕生并發(fā)展起來。

　　2014年初我省金寨縣為落實省委政府精準扶貧新要求，實施產(chǎn)業(yè)扶貧“到村、到戶、到人、到產(chǎn)業(yè)”，在全省率先開展了光伏發(fā)電扶貧項目。

　　3、光伏電池是怎么發(fā)電的?

　　光伏電池是一種具有光、電轉(zhuǎn)換特性的半導體器件，它直接將太陽輻射能轉(zhuǎn)換成直流電，是光伏發(fā)電的基本單元，光伏電池特有的電特性是借助與在晶體硅中摻入某些元素(例如磷或硼等)，從而在材料的分子電荷里造成永久的不平衡，形成具有特殊電性能的半導體材料，在陽光照射下具有特殊電性能的半導體內(nèi)可以產(chǎn)生自由電荷，這些自由電荷定向移動并積累，從而在其兩端閉合時便產(chǎn)生電能，這種現(xiàn)象被稱為“光生伏打效應”簡稱光伏效應。

　　4、光伏發(fā)電系統(tǒng)由哪些部件構成?

　　光伏發(fā)電系統(tǒng)由光伏方陣(光伏方陣由光伏組件串并聯(lián)而成)、控制器、蓄電池組、直流/交流逆變器等部分組成.光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件是光伏組件,而光伏組件又是由光伏電池串、并聯(lián)并封裝而成，它將太陽的光能直接轉(zhuǎn)化為電能，光伏組件產(chǎn)生的電為直流電，我們可以利用也可以用逆變器將其轉(zhuǎn)換成為交流電加以利用，從另一個角度來看對于光伏系統(tǒng)產(chǎn)生的電能可以即發(fā)即用，也可以用蓄電池等儲能裝置將電能存放起來，根據(jù)需要隨時釋放出來使用。

　　配備蓄電池等儲能裝置將大大提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的成本，除了特殊用途外，一般不宜推廣。

　　5、為什么說光伏電力是綠色低碳能源?

　　光伏發(fā)電具有顯著的能源、環(huán)保和經(jīng)濟效益，是優(yōu)質(zhì)的綠色能源之一，在我國平均日照條件下安裝1 千瓦光伏發(fā)電系統(tǒng)，1 年可發(fā)出1200 度電，可減少煤炭(標準煤)使用量約400 千克，減少二氧化碳排放約1 噸，根據(jù)世界自然基金會(WWF)研究結(jié)果：從減少二氧化碳效果而言，安裝1平米光伏發(fā)電系統(tǒng)相當于植樹造林100 平米，目前發(fā)展光伏發(fā)電等可再生能源是根本上解決霧霾、酸雨等環(huán)境問題的有效手段之一。

　　6、如何看待有報道說“生產(chǎn)光伏電池組件時消耗大量能源”的消息?

　　光伏電池在其生產(chǎn)過程中確實要消耗一定的能量，特別是工業(yè)硅提純、高純多晶硅生產(chǎn)、單晶硅棒和多晶硅錠生產(chǎn)三個環(huán)節(jié)的能耗高，但是光伏電池在20年的使用壽命期內(nèi)能夠不斷產(chǎn)生能量。據(jù)測算在我國平均日照條件下，光伏發(fā)電系統(tǒng)全壽命期內(nèi)能量回報超過其能源消耗的15 倍以上。在北京以佳傾斜角安裝的1千瓦屋頂光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的能量回收期為1.5-2 年，遠低于光伏系統(tǒng)的使用壽命期。也就是說該光伏系統(tǒng)前1.5-2 年發(fā)出的電量是用來抵消其生產(chǎn)等過程消耗的能量，1.5-2 年之后發(fā)出的能量都是純產(chǎn)出，所以應該從全生命周期角度評定光伏電池的能耗。

　　7、如何看待有報道說“生產(chǎn)光伏電池組件會產(chǎn)生大量污染”的消息?

　　光伏電池組件生產(chǎn)包括多晶硅、硅錠硅片、光伏電池組和光伏組件幾個產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)，相關污染的報道主要是指光伏組件的原材料、高純多晶硅生產(chǎn)中產(chǎn)生的副產(chǎn)物，高純多晶硅生產(chǎn)主要是使用改良西門子法，該法將冶金級硅轉(zhuǎn)化成三氯氦硅，在加氫氣還原成太陽能級多晶硅，另外會形成副產(chǎn)物氯化硅，四氯化硅遇潮濕空氣即分解成硅酸和氯化氫，如果處理不當會產(chǎn)生污染問題，但是目前我國多晶硅生產(chǎn)企業(yè)采用的改良西門子法已可做到閉環(huán)生產(chǎn)，將副產(chǎn)物四氯化硅和尾氣回收利用，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)。2010年12月國家發(fā)布了《多晶硅行業(yè)準入條件》，規(guī)定還原尾氣中四氯化硅、氯氣回收利用率不低于98.5%、99%，因此成熟的改良西門子法生產(chǎn)技術，完全滿足環(huán)保要求，不會產(chǎn)生環(huán)境污染問題。

　　8、我們有多少太陽光可利用?它能夠成為未來主導能源嗎?

　　地球表面接受的太陽能輻射能夠滿足全球能源需求的1 萬倍，地表面每平方米平均每年接收到的輻射隨地域不同大約在1000-2000KWH之間，國際能源署數(shù)據(jù)顯示，在全球4%的沙漠上安裝太陽能光伏系統(tǒng)就足以滿足全球能源需求。太陽能光伏享有廣闊的發(fā)展空間，其潛力十分巨大。

　　據(jù)初步統(tǒng)計，我國僅利用現(xiàn)有的建筑安裝光伏發(fā)電其市場潛力就大約為3萬億千瓦以上，在加上西部廣闊的戈壁光伏發(fā)電市場潛力約為數(shù)十億千瓦以上，隨著光伏發(fā)電的技術進步和規(guī)?；瘧?，其發(fā)電成本還將進一步降低，成為更加具有竟爭力的能源供應方式，逐步從補充能源到替代能源并極希望成為未來的主導能源。

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