一,、光伏發(fā)電是什么意思
光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。主要由太陽電池板(組件),、控制器和逆變器三大部分組成,,主要部件由電子元器件構(gòu)成。太陽能電池經(jīng)過串聯(lián)后進(jìn)行封裝保護可形成大面積的太陽電池組件,,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發(fā)電裝置,。
二、太陽能光伏發(fā)電對人體有輻射嗎
光伏系統(tǒng)有電磁輻射,,但比較少,,采用合格的設(shè)備,不會對人體造成傷害和對家用電器造成干擾,。光伏組件是直流電,,不會產(chǎn)生輻射,逆變器的輻射嚴(yán)格控制在安全范圍內(nèi),。
光伏發(fā)電是將光能通過半導(dǎo)體的特性直接轉(zhuǎn)化為直流電能的,,再通過逆變器將直流電轉(zhuǎn)換成可以被我們使用的交流電。光伏系統(tǒng)是由光伏組件,,支架,,直流電纜,逆變器,,交流電纜,,配電柜,變壓器等組成,其中支架不帶電,,自然不會產(chǎn)生電磁干擾,。光伏組件和直流電纜,里面是直流電流,,方向沒有變化,,只能產(chǎn)生電場,不能產(chǎn)生磁場,。輸出變壓器雖然是交流電,但頻率很低,,只有50Hz,,產(chǎn)生的磁場很低。逆變器是把直流電轉(zhuǎn)為交流電的設(shè)備,,里面有電力電子變換,,頻率一般為5-20KHz,因此會產(chǎn)生交變電場,,所以也會產(chǎn)生電磁輻射,。但國家對光伏逆變器電磁兼容性有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。光伏逆變器的電磁輻射,,同家用電器相比,,大約和筆記本電腦差不多,低于電磁爐,,電吹風(fēng),,冰箱。
因此,,太陽能光伏發(fā)電不僅不會對人的健康產(chǎn)生危害,,還可以為地球提供綠色清潔的優(yōu)質(zhì)能源,是人類未來能源發(fā)展方向,。
三,、太陽能光伏發(fā)電的優(yōu)點
1、太陽能資源取之不盡,,用之不竭,,照射到地球上的太陽能要比人類目前消耗的能量大6000倍。而且太陽能在地球上分布廣泛,,只要有光照的地方就可以使用光伏發(fā)電系統(tǒng),,不受地域、海拔等因素的限制,。
2,、太陽能資源隨處可得,可就近供電,,不必長距離輸送,,避免了長距離輸電線路所造成的電能損失,。
3、光伏發(fā)電的能量轉(zhuǎn)換過程簡單,,是直接從光能到電能的轉(zhuǎn)換,,沒有中間過程(如熱能轉(zhuǎn)換為機械能、機械能轉(zhuǎn)換為電磁能等)和機械運動,,不存在機械磨損,。根據(jù)熱力學(xué)分析,光伏發(fā)電具有很高的理論發(fā)電效率,,可達(dá)80%以上,,技術(shù)開發(fā)潛力巨大。
4,、光伏發(fā)電本身不使用燃料,,不排放包括溫室氣體和其它廢氣在內(nèi)的任何物質(zhì),不污染空氣,,不產(chǎn)生噪聲,,對環(huán)境友好,不會遭受能源危機或燃料市場不穩(wěn)定而造成的沖擊,,是真正綠色環(huán)保的新型可再生能源,。
5、光伏發(fā)電過程不需要冷卻水,,可以安裝在沒有水的荒漠戈壁上,。光伏發(fā)電還可以很方便地與建筑物結(jié)合,構(gòu)成光伏建筑一體化發(fā)電系統(tǒng),,不需要單獨占地,,可節(jié)省寶貴的土地資源。
6,、光伏發(fā)電無機械傳動部件,,操作、維護簡單,,運行穩(wěn)定可靠,。一套光伏發(fā)電系統(tǒng)只要有太陽能電池組件就能發(fā)電,加之自動控制技術(shù)的廣泛采用,,基本上可實現(xiàn)無人值守,,維護成本低。
7,、光伏發(fā)電系統(tǒng)工作性能穩(wěn)定可靠,,使用壽命長(30年以上)。晶體硅太陽能電池壽命可長達(dá)20~35年。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中,,只要設(shè)計合理,、選型適當(dāng),蓄電池的壽命也可長達(dá)10~15年,。
8,、太陽能電池組件結(jié)構(gòu)簡單,體積小,、重量輕,,便于運輸和安裝。光伏發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)周期短,,而且根據(jù)用電負(fù)荷容量可大可小,,方便靈活,極易組合,、擴容,。
四,、太陽能光伏發(fā)電的缺點
1,、能量密度低
盡管太陽投向地球的能量總和極其巨大,但由于地球表面積也很大,,而且地球表面大部分被海洋覆蓋,,真正能夠到達(dá)陸地表面的太陽能只有到達(dá)地球范圍太陽輻射能量的10%左右,致使在陸地單位面積上能夠直接獲得的太陽能量較少,。通常以太陽輻照度來表示,,地球表面輻照度最高值約為1.2kw/㎡,且絕大多數(shù)地區(qū)和大多數(shù)日照時間內(nèi)都低于1kw/㎡,。太陽能的利用實際上是低密度能量的收集,、利用。
2,、占地面積大
由于太陽能能量密度低,,這就使得光伏發(fā)電系統(tǒng)的占地面積會很大,每10kw光伏發(fā)電功率占地約需100㎡,,平均每平方米面積發(fā)電功率為100w,。隨著光伏建筑一體化發(fā)電技術(shù)的成熟和發(fā)展,越來越多的光伏發(fā)電系統(tǒng)可以利用建筑物,、構(gòu)筑物的屋頂和立面,,將逐漸克服光伏發(fā)電占地面積大的不足。
3,、轉(zhuǎn)換效率低
光伏發(fā)電的最基本單元是太陽能電池組件,。光伏發(fā)電的轉(zhuǎn)換效率指光能轉(zhuǎn)換為電能的比率。目前晶體硅光伏電池轉(zhuǎn)換效率為13%~17%,非晶硅光伏電池只有5%~8%,。由于光電轉(zhuǎn)換效率太低,,從而使光伏發(fā)電功率密度低,難以形成高功率發(fā)電系統(tǒng),。因此,,太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率低是阻礙光伏發(fā)電大面積推廣的瓶頸。
4,、間歇性工作
在地球表面,,光伏發(fā)電系統(tǒng)只能在白天發(fā)電,晚上不能發(fā)電,,除非在太空中沒有晝夜之分的情況下,,太陽能電池才可以連續(xù)發(fā)電,這與人們的用電需求不符,。
5,、受氣候環(huán)境因素影響大
太陽能光伏發(fā)電的能源直接來源于太陽光的照射,而地球表面上的太陽照射受氣候的影響很大,,長期的雨雪天,、陰天、霧天甚至云層的變化都會嚴(yán)重影響系統(tǒng)的發(fā)電狀態(tài),。另外,,環(huán)境因素的影響也很大,比較突出的一點是,,空氣中的顆粒物(如灰塵)等沉落在太陽能電池組件的表面,,阻擋了部分光線的照射,這樣會使電池組件轉(zhuǎn)換效率降低,,從而造成發(fā)電量減少甚至電池板的損壞,。
6、地域依賴性強
地理位置不同,,氣候不同,,使各地區(qū)日照資源相差很大。光伏發(fā)電系統(tǒng)只有應(yīng)用在太陽能資源豐富的地區(qū),,其效果才會好,。
7、系統(tǒng)成本高
由于太陽能光伏發(fā)電的效率較低,,到目前為止,,光伏發(fā)電的成本仍然是其他常規(guī)發(fā)電方式(如火力和水力發(fā)電)的幾倍,這是制約其廣泛應(yīng)用的最主要因素,。但是也應(yīng)看到,,隨著太陽能電池產(chǎn)能的不斷擴大及電池片光電轉(zhuǎn)換效率的不斷提高,,光伏發(fā)電系統(tǒng)的成本也下降得非常快,。太陽能電池組件的價格幾十年來已經(jīng)從最初的每瓦70多美元下降至目前的每瓦2美元左右,。
8、晶體硅電池的制造過程高污染,、高能耗
晶體硅電池的主要原料是純凈的硅,。硅是地球上含量僅次于氧的元素,主要存在形式是沙子(sio2),。從硅砂一步步變成純度為99.9999%以上的晶體硅,,要經(jīng)過多道化學(xué)和物理工序的處理,不僅要消耗大量能源,,還會造成一定的環(huán)境污染,。