太陽能光伏系統的組成和原理
太陽能光伏系統由以下三部分組成:太陽電池組件;充、放電控制器、逆變器、測試儀表和電腦監控等電力電子設備和蓄電池或其他蓄能和輔助發電設備。
太陽能光伏系統具有以下的特點:
沒有轉動部件,不產生噪音;
沒有空氣污染、不排放廢水;
沒有燃燒過程,不需要燃料;
維修保養簡單,維護費用低;
運行可靠性、穩定性好;
作為關鍵部件的太陽電池使用壽命長,晶體硅太陽電池壽命可達到25年以上;根據需要很容易擴大發電規模。
光伏發電的主要原理是半導體的光電效應。光子照射到金屬上時,它的能量可以被金屬中某個電子全部吸收,電子吸收的能量足夠大,能克服金屬內部引力做功,離開金屬表面逃逸出來,成為光電子。硅原子有4個外層電子,如果在純硅中摻入有5個外層電子的原子如磷原子,就成為N型半導體;若在純硅中摻入有3個外層電子的原子如硼原子,形成P型半導體。當P型和N型結合在一起時,接觸面就會形成電勢差,成為太陽能電池。當太陽光照射到P-N結后,電流便從P型一邊流向N型一邊,形成電流。
目前,太陽能光伏發電系統主要應用于以下3個大的方面。
(1)為無電場合提供電源,主要為廣大無電地區居民生活生產提供電力,為微波中繼站和移動電話提供電源等。
(2)太陽能日用電子產品,如各類太陽能充電器、太陽能路燈和太陽能草坪燈等。
(3)并網發電,即接入。我國光伏并網發電已經很成熟了,從2013年開始,國家出臺了一系列的光伏發電促進政策,鼓勵有條件的地區工商業和戶用、公共建筑等建設光伏發電設施。