太阳能光伏发电技术进展及其应用

2022-09-12

1 太阳能光伏发电的基本原理

1.1 太阳能电池

太阳能电池占据了光伏发电的地位, 不能替代。随着太阳能光伏发电技术的一个重要组成部分, 起着作用的光通过转换器直接转换太阳能电池的电力, 因此, 太阳能光伏发电技术和太阳能电池转换效率的水平有直接的关系。

太阳能电池可分为两种, 主要包括硅基太阳能电池和复合半导体电池。其中, 硅基电池可分为两种类型的晶体硅和非晶硅, 晶体硅可分为。这两种晶体硅电池都有各自的优势, 单晶硅太阳能电池可以将电能转换成更高的效率和更稳定的, 但电池的成本比较高, 会影响企业的效率。虽然多晶硅的转换效率不高, 但成本较低, 因此在市场上得到了广泛的应用。硅薄膜光伏发电技术是晶体硅光伏发电技术的主要方向。硅薄膜太阳能电池是太阳能电池的硅薄膜沉积在硅衬底上制成的, 发现非晶硅太阳能电池与传统的硅材料相比, 硅薄膜太阳能电池生产所需的成本和更少的能源消耗相对较低, 但生产过程相对复杂。化合物半导体电池主要包括CIGS电池和碲化镉电池两种, 半导体和化合物半导体硅相比较, 化合物半导体的价格较低, 因此市场的优势。

1.2 光伏发电原理

太阳能是一种重要的清洁能源, 在地理条件下, 光伏发电技术将不受限制, 因此它可以在大规模使用, 可以实现独立发电或联合发电。光伏发电技术中采用的主要原理是光伏发电, 利用这一原理, 将太阳能电池作为一种有效的载体, 再将太阳能转化为电能。如果半导体接收到足够的阳光, 将光能输入到电池中, 然后将电池转换成电能。其生产主要包括两个过程, 即电子的转化、光能转化为电能和电压过程的形成。

2 太阳能光伏发电技术分析

2.1 光伏阵列的最大功率跟踪技术

从目前的实际应用来看, 光伏阵列的功率输出可以与光照强度、周围环境和负载条件的密切关系进行。以图1为例, 可以用两个曲线来表示光伏阵列的电压和电流的输出特性。如果曲线1和曲线2的太阳光是不一样的, 那么它将在轨道上的某一点的光伏阵列将达到一个点。在这个时候, 如果太阳辐射的强度改变, 输出特性曲线将被改变, 由1上升为2, 此时若负载1不变, 那么系统将运行到A'点, 与相应的功率最大点存在一定的距离值。为了能够继续观察最大功率点的运行情况, 将负载特性从1变化至2, 同样, 太阳辐照度变化从特性2变至特性1, 相应的工作点由B点变化至B'点。在负载2降低至负载1后, 可以有效地保证系统在太阳辐照度减小的情况下仍然运行, 处于最大的功率点A上。

2.2 聚光光伏技术

太阳在路径上通过消耗, 达到地面能源在非常有限的, 因此, 提高太阳能利用效率的最大, 你需要使用, 以减少聚光光伏技术, 通过能源消耗的路径。通过聚光光伏技术, 太阳能可以聚集成一个相对较小的区域的高性能聚光电池, 从而大大提高了太阳能辐射能密度, 而且还可以降低生产成本。在光伏系统中, 冷凝器的位置是非常核心的, 主要功能是太阳能光伏聚光通过散热器被加热到一定的温度。然后将光转换成热能, 通过散热器发射对太阳能电池进行光电转换完成。

2.3 孤岛效应检测技术

孤岛效应是指在电力系统中所谓的电力故障, 由误操作或维护供电中断造成的, 光伏发电系统仍处于运行状态, 向负载电压供电, 从而形成一个自供电的孤岛。

在正常情况下, 孤岛效应主要检查在并网逆变器侧, 包括两种主动和被动检测。其中, 无源检测方法是检测逆变器的输出端的频率、电压、谐波和相位的变化, 从而确定是否有一个孤岛效应。通过使用这种方法, 负功率是比较小的, 它是不匹配的逆变器的输出。有源检测方法包括逆变器的调整、输出功率、频率和相位的干扰。

在电网正常运行状态下, 由于锁相环的平衡功能, 仪器不会受到信号的干扰。然而, 如果在故障事件中的电网, 逆变器将被积累到一定程度的干扰频率, 超出了允许范围内, 它很可能会导致岛效应的发生。常用的有源检测方法包括输出功率扰动法、阻抗测量法、有源频偏法等。其中, 频偏和频移由于具有很强的实用性, 因此它得到了广泛的应用。

3 案例分析——太阳能技术在市政照明中的应用

在一个城市, 有成百上千的人行道, 夜间照明效果更好的渠道, 但也有缺点, 在泸定配电设计, 路灯都没有单独的电缆敷设, 主要依靠从附近街上的电气连接。这将导致在通道中的灯光只有在夜间到光, 而一天是不能够发挥作用。取其中的一路为例, 人行通道长72m, 宽6m, 高约2.5m, 渠道不的采光口中。假设, 太阳能灯的方法, 直接向8组节能灯安排在通道中, 使用的权力是太阳电池以外的渠道。在最初的设计方案, 选择12V直流电源, 但由于在信道的长距离高压电缆线路的大通道, 将由逆变器决定, 12V直流电源为交流电源220V。

在太阳能灯的使用, 通道内的灯仍然可以用于在白天和夜间照明, 还从附近的路灯, 在12h或太阳能路灯平均照明时间。在早上, 在通道关闭的太阳能灯, 从充放电控制器电源信号后的太阳能电池, 电源将开始, 太阳能电池的反应时间为0.5s, 太阳能电池将启动电源, 一直持续到傍晚, 当夜晚的灯光开始市政供电、信号传输到控制器和停止充电电源, 太阳能电池将响应的功率信号, 停止供电, 当太阳能电池停止供电的太阳能灯, 灯灯开始使用市政路灯电源。在这种方式中, 市电电缆可用于太阳能电池供电, 使通道内的路灯能保证能持续24h。

结束语

目前, 在清洁能源, 太阳能资源中占有非常重要的地位, 在中国的太阳能发电技术会越来越成熟, 并成为未来的主要能源之一很可能。因此, 需要进一步加强对太阳能光伏发电技术的研究, 以便更好地使其成为一种人类服务。

摘要：目前, 在新能源的长期探索, 科学家们得出结论认为, 太阳能资源的开发和利用, 可以有效地解决当今世界的能源短缺问题。作为绿色和可再生能源, 太阳能在追求高效率和无污染的研究和应用中得到了广泛的研究和应用。因此, 为了更好地发挥光伏系统的功能, 有必要从太阳能发电技术, 充分发挥新发电系统的功能。在此基础上, 文章对太阳能光伏发电技术的发展和应用进行了简要的分析, 希望能为太阳能光伏发电技术的发展提供参考。

关键词：太阳能光伏发电技术,进展,应用