太阳能发电技术和绿色照明探究

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1、太阳能发电技术和绿色照明探究　　摘要：太阳能电池光伏发电在不远的将来会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。太阳能发电系统在广大无电地区或供电严重不足地区应用,可有效地解决居民照明及生活用电的困难。太阳能属于绿色节能型能源，有效的研究和利用，以及推广太阳能，是实现国家“绿色照明工程”的最有效的方法。关键词：太阳能；发电；绿色；照明一体化中图分类号：S214文献标识码：A文章编号：1太阳能发电太阳能转化为电能有两种主要途径:一种是通过光电装置将太阳光直接转化为电能,即“太阳光发电”,通常称为“光伏发电”；另一种是收集太阳辐射能转化为

2、电能,即“太阳热发电”。1.1光伏发电技术发电系统构成部分及工作原理太阳辐射的光子带有能量,当光子照射半导体材料时,光能便转换为电能,这个现象叫“光伏效应”。太阳能光伏发电,是利用光伏效应的原理将照射到太阳能电池上的太阳光转换为电能。发出的直流电采用蓄电池组储存,7太阳能发电技术和绿色照明探究　　摘要：太阳能电池光伏发电在不远的将来会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。太阳能发电系统在广大无电地区或供电严重不足地区应用,可有效地解决居民照明及生活用电的困难。太阳能属于绿色节能型能源，有效的研究和利用，以及推广太阳能，是实现国家“

3、绿色照明工程”的最有效的方法。关键词：太阳能；发电；绿色；照明一体化中图分类号：S214文献标识码：A文章编号：1太阳能发电太阳能转化为电能有两种主要途径:一种是通过光电装置将太阳光直接转化为电能,即“太阳光发电”,通常称为“光伏发电”；另一种是收集太阳辐射能转化为电能,即“太阳热发电”。1.1光伏发电技术发电系统构成部分及工作原理太阳辐射的光子带有能量,当光子照射半导体材料时,光能便转换为电能,这个现象叫“光伏效应”。太阳能光伏发电,是利用光伏效应的原理将照射到太阳能电池上的太阳光转换为电能。发出的直流电采用蓄电池组储存,7使用时经逆变器转化为交流电送给用户或电网。一般的

4、光伏发电系统包括太阳能电池、充电控制器、蓄电池、逆变器等几个部分。太阳能电池是光伏发电的核心部件,能够将光能直接转化为电能,发电时常将太阳能电池组件按一定方式排列成方阵,提高太阳能利用效率。目前应用较广的太阳能电池有单晶硅、多晶硅和非晶硅3种,转换效率最高达到20%左右,见表1。1.2光伏发电的应用类型光伏发电的主要应用形式包括户用电源系统、独立光伏发电系统和并网光伏发电系统。1.2.1户用电源系统最为简单,容量也较小,主要用来解决边远地区的居民用电问题。独立光伏发电系统结构也比较简单,主要应用于区域供电,容量超过千瓦的一般称为离网型光伏发电系统。独立光伏发电系统结构如图1

5、所示1.2.2并网光伏发电系统是指将电能输送至电网的光伏系统。这种方式是未来发展的趋势,目前的研究热点是调峰光伏电站和并网型城市屋顶发电站。带有蓄能装置的并网发电系统通常称为可调度式并网系统,能够进行能量储存和分配,特别适用于经常停电的地区,但成本较高;不带蓄电池的叫不可调度式并网系统,它节省了投资,系统比较简单,易于维护,但由于没有蓄电池对太阳阵列的工作电压进行箝位,因而必须采用最大功率跟踪,保证系统工作在最佳工作点附近。72太阳能发电原理2.1太阳能电源系统蓄电池与太阳能电池系统构成的电源单元决定太阳能系统工作的特性。2.1.1电池单元因为生产材料和技术等方方面面的原因

6、，单一的电池不会产生较大的发电量。但经过并联或串联装置，则会构成了系统电池，产生的效果也完全不一样。单一电池依靠半导体材料硅晶体二极管的电子学特性进行工作，它由不同导电类型的同质半导体材料P型和N型构成P-N结，在一定的条件下，经过太阳光的照射，太阳的辐射热量经半导体材料吸收，就会在P-N中，形成较强的内建静电场，从而产生开路电压，短路电流和电流密度J。回路的形成原理为，接上负载，并将正负电极从内建电场两侧引出，这样光生电流产生，进一步输出负载功率。2.1.2电能储存单元直流电由太阳能生成，储存蓄电池里，蓄电池的特性直接影响到系统的特性和工作效率。末端需电量，日照时间(也就

7、是发电时间)将影响蓄电池的容量。换言之，连续无日照时间，将直接影响到蓄电池的瓦时容量和安时容量。2.1.3控制器7控制器的主要作用能使太阳能发电系统保持在最高效率状态。脉冲宽度调制技术在控制器中被通常采用，即控制充电通常采用PWM控制方式，达到整个系统始终保持在最大功率点Pmax附近区域目的。2.1.4DC/AC逆变器依靠激励方式，将逆变器可分为自激式振荡逆变和他激式振荡逆变两种。逆变器的主要作用就是逆变蓄电池的直流电为交流电。通过SPWM处理器的处理，向终端用户提供相匹配的正弦交流电。2.2太阳能发电系统的效率在