盘点提高光伏发电系统转换效率的几种方法

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1、盘点提高光伏电池转换效率的若干方法OFweek太阳能光伏网讯：我们这几天打开网站，搜索光伏行业相关新闻，铺天盖地的都是关于美对华的“双反”初裁，各位是不是有种视觉疲劳的感觉呢？下面，咱就换换口味，随小编一起来了解下提高光伏发电效率的几种方法吧。在这之前，我们先了解下光伏发电系统的基础知识。光伏发电是太阳能发电的一个主要方式，它利用太阳光照射在光伏发电系统中的光伏电池上产生光生伏特效应，将光能直接转换成电能。典型的光伏发电系统主要由光伏阵列组件、充放电控制器、储能装置和负载等组成。经过光伏组件得到的电能受外界

2、环境因素的影响很不稳定，需要经过DC-DC转换器将不稳定的直流电源转换成稳定的直流电源，从而输送到蓄电池进行保存或者直接供给负载使用。目前比较常见的提高光伏发电系统的发电效率手段主要有：提高光电转换效率、提高光板有效接受面积和最大功率点跟踪技术等。光电转换效率一直以来，光伏发电行业都是以半导体行业为标准，但事实上，半导体超高纯度的标准远远超出太阳能电池制造所需要的标准，这种情况造成了晶硅电池生产的高成本。而且光电转换效率较低，占市场份额最多的晶体硅光伏电池，转换效率最高可接近25%，另一方面光伏电池容易受外

3、界环境因素的影响而导致功率损失。比较典型的晶体电池有：N型单体电池、P型单体电池、多晶电池、薄膜电池等。从表中可以看出，除了砷化镓薄膜太阳能电池外，晶硅太阳能电池的转换效率较薄膜太阳能电池高，然而由于原材料多晶硅的供应能力有限，加上国际投资者的炒作，导致国际市场上多晶硅价格一路攀升，虽然近几年来价格有所下跌，但这种震荡的现状给光伏产业的健康发展带来影响。而砷化镓电池的人理论转换效率可以达到40%，但是其较硅质在物理性质上要更脆的特性，使得其加工时比较容易碎裂。在应用上常把其制成薄膜，并使用衬底（常用Ge[锗

4、]），来对抗其在这一方面的不利，但是也增加了技术的复杂度。附上晶硅电池的产业化最高转换效率统计表。受制作工艺水平以及成本的影响，太阳能电池组件的光电转换效率提升空间不大，因此可以在其他方面提升系统的发电效率。提高光板有效接受面积制约太阳能光伏发电的主要因素除了上文所提的光电转换成本高外，还有发电量波动大以及不适合远距离输送等因素。采用提高光板有效接受面积的手段可以延长太阳能发电时间，增加发电量，一定程度上降低发电量的波动，从而降低太阳能发电成本。跟踪原理：光电强度与光入射时与电池板表面的夹角有关，当其夹角越

5、接近直角时，光电转换效率越好。因此，使太阳能入射角始终保持与太阳能电池板的垂直，可以提高太阳能电池板的发电效率。而太阳能自动跟踪系统的主要部分通常由控制部件和转动调级部件组成。控制部件的作用是将太阳即时位置坐标参数直接或间接输出给转动调级部件。转动调级部件的主要作用是将控制部件给出的信号进过调级处理或分解后用于驱动光线采集器的采集面——也就是太阳能电池组件始终与太阳光线垂直。技术分类：根据控制部件中控制信号产生的方式，广义上可将跟踪技术分为主动式、被动式和混合式三类。主动式跟踪是利用控制器中预先存储的与当地

6、经纬度相关的太阳运动的轨迹函数，由实时时钟来获得精确的时间信号，从而计算出不同时刻太阳的高度角与方位角。该方法虽能提高太阳能利用率，但结构复杂，成本比被动跟踪器高。被动跟踪系统则是采用光强控制法，利用光敏元件和传感器进行信号调节，被动地跟随太阳转动。被动跟踪信号时信号采集都是由传感器完成，因此在多云或者阴天环境下回出现无法跟踪的问题。此外由于光敏传感器处在室外环境中，易受灰尘、热斑等因素的影响，使暗电流发生变化，从而导致所提供的跟踪信号不稳定。另外，根据转动调集部件中所含转动轴的个数，将跟踪技术分为单轴跟踪

7、和双轴跟踪。通常的单轴跟踪都是控制方位角，即光线采集器跟踪太阳由东向西旋转以达到跟踪目的。与双轴跟踪相比，单轴跟踪结构简单，制造成本低，但太阳高度角的变化需要人工调整。双轴跟踪通常同时控制方位角和高度角，即将控制部件中输出的太阳方位角信号和高度角信号分别经转动调级部件处理后同时控制光线采集器既跟踪太阳由东向西旋转，又跟踪太阳在一年四季中仰角的变化。附上跟踪式发电量与固定式发电比较统计表。对光伏发电系统来说，采用跟踪系统可增加发电量20%~40%，有利于降低发电系统成本以及电网波动。但现有报道很少涉及有跟踪系

8、统而附加的电力消耗。并且由于光线采集器的应用目的和环境不同，对跟踪器的要求也不同，所以对跟踪器的选用不能一概而论。跟踪方式测试方法能量增加单轴实测20.00%单轴实测20.00%/d单轴实测18.20%/a单轴实测33.10%/d单轴电脑模拟(10%~20%)/季度单轴实测20.00%/a单轴实测30%~45%双轴实测40.00%双轴实测30.00%/d双轴实测40.00%双轴实测23.90%/a双轴实测25.3