发布时间:2024-07-02 16:00:17 人气:
太阳能光伏发电是怎么回事?
光伏发电是根据光生伏特效应原理,利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。不论是独立使用还是并网发电,光伏发电系统主要由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成,它们主要由电子元器件构成,不涉及机械部件。
原理
光伏发电,其基本原理就是"光伏效应"。光子照射到金属上时,它的能量可以被金属中某个电子吸收,电子吸收的能量足够大,能克服金属内部引力做功,离开金属表面逃逸出来,成为光光伏发电原理图电子。
白天采用高能vcz晶体发电板和太阳光互感对接和全天候24小时接收风能发电互补,通过全自动接收转换柜接收,直接满足所有家电用电需求。
并通过国家信息产业化学物理电源产品质量监督检验中心检测合格。
光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。它首先是由光子(光波)转化为电子、光能量转化为电能量的过程;其次,是形成电压过程。有了电压,就像筑高了大坝,如果两者之间连通,就会形成电流的回路。
光伏发电的主要原理是半导体的光电效应。硅原子有4个电子,如果在纯硅中掺入有5个电子的原子如磷原子,就成为N型半导体;若在纯硅中掺入有3个电子的原子如硼原子,形成P型半导体。当P型和N型结合在一起时,接触面就会形成电势差,成为太阳能电池。
当太阳光照射到P-N结后,空穴由N极区往P极区移动,电子由P极区向N极区移动,形成电流。
多晶硅经过铸锭、破锭、切片等程序后,制作成待加工的硅片。在硅片上掺杂和扩散微量的硼、磷等,就形成P-N结。然后采用丝网印刷,将精配好的银浆印在硅片上做成栅线,经过烧结,同时制成背电极,并在有栅线的面涂一层防反射涂层,电池片就至此制成。
电池片排列组合成电池组件,就组成了大的电路板。一般在组件四周包铝框,正面覆盖玻璃,反面安装电极。
有了电池组件和其他辅助设备,就可以组成发电系统。为了将直流电转化交流电,需要安装电流转换器。发电后可用蓄电池存储,也可输入公共电网。
光伏产业未来发展前景
在“双碳”目标背景下,光伏是一座城市优化能源结构,推动“双碳”建设的重要抓手。太阳能光伏产业在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。未来的能源互联网将在现有电网基础上,通过先进的电力电子技术和信息技术,实现能量和信息双向流动的电力互联共享网络。
随着光伏发电等波动性电源比例的提高,要求电源侧具备更大的调节能力,分布式储能将得到普及,主动式配电网也将应运而生。太阳能发电和其他可再生能源、储能互补发电,并与负荷一起形成既可并网、又可孤网运行的微型电网,将是太阳能发电的一种新应用形式,既适用于边远农牧区、海岛供电,也适合联网运行作为电网可控发电单元。
光伏产业的不断深入发展,各行业也借助了光伏的自身优势开展应用,如光伏农业、光伏渔业、光伏水泵、光伏园区、光伏充电桩、光伏智慧路灯等等。
从数字化角度阐述下光伏行业未来发展模式:
实现大型室外光伏发电时运作状态实时监测,电站负荷情况、设备管控等信息的互联互通。数字孪生不同环境场景下的光伏电站。减少室外光伏发电站运维管控的人为操作成本与危害,实现无人值守的室外光伏电站新形势。
通过现场取景、卫星图等方式,进行场景搭建,人工摆放向日镜模型,向日镜从发电塔向外扩散排布,真实还原装机分布效果,场景从上往下看就像一朵巨大的向日葵,场景中心为发电塔,镜子作为反射太阳光的媒介,发电塔相当于一个大型的热量吸收器,一次性接收成百上千个向日镜同时折射出的热量再经过热能交换,推动汽轮发动机发电。通过图扑引擎的渲染功能,真实还原发电塔吸收热量的效果。
光热电站信息监测
通过点击交互场景中的发电塔模型,以二维弹窗形式弹出发电塔相关信息,与后台数据进行联动,接入真实数据,展示发电塔发电情况与发动机运行状态,做到实时监测管理。
光伏电站信息监测
通过对接数据接口可实现监测各方阵内汇流箱(包括母线电压、机箱温度、电流)数据,当出现告警时,可对模型进行染红闪烁显示,方便运维人员快速定位排查问题,足不出户即可实时查看设备相关指标,可结合算法实现数据分析,短时间内若出现数据异常变化的情况,提前进行告警,提醒相关人员及时做出决策。
同时接入了箱变(包括箱变油温、电压和电流)、逆变器(包括今日发电量、总有功功率、总无功功率、总功率因素、逆变器效率)、升压站相关数据,全面监测电站运行状况,由于场景比较大,做了点击设备模型视角拉近处理,可更直观的查看设备相关信息。
以往以节能降碳为主的理念,应该转变为多使用可再生能源。不少太阳能光伏企业已经在发展光储充一体化系统,这和互联网等科技企业的写字楼、车棚、电动汽车的使用等可以有机结合。科技企业还可以参与到与碳中和相关的数字化平台、物联网设备的建设、运营、管理和维护。
加强政策扶持新能源经济战略,国家相关部委推出太阳能屋顶计划。太阳能屋顶就是在房屋顶部装设太阳能发电装置,利用太阳能光电技术在城乡建筑领域进行发电,以达到节能减排目标。
采用轻量化三维建模技术, 1:1 高仿真还原光伏工业园区。3D场景将 BIM 楼宇数据叠加到地图场景中,实现 BIM + GIS 的结合展示。
2D 数据面板数字化展现园区内各区域的运行情况、安全配备、周边动态环境等情况。还支持渲染 3D Tiles 格式的倾斜摄影模型文件。Hightopo实现可交互式的 Web 三维场景,可进行缩放、平移、旋转,场景内各设备可以响应交互事件。
如何安装微型家用太阳能发电设备?
先看下你那个300W逆变器输入电压是多少?一般300W逆变器输入电压是12V的也有24V的
在看下你的蓄电池的电压是多少看型号我估计是12V400AH
如果逆变器是12V的蓄电池也是12V的将蓄电池并联
如果逆变器输入电压时24V那么蓄电池每组2块串联,再两组并联
蓄电池主线接入太阳能控制器(一般都有符号,也有标Battary的+接红接线端子-接黑接线端子)。
逆变器电源输入接控制器的负载输出端子。正负不可错
然后看一下电池板的输出电压看电池板是12V还是24V的
一般应用于12伏系统的电池板标称电压是17V左右24V的*2也就是34V左右
电池板电压是17V的,而控制器/逆变器是12V的两块电池板并联
要是24V的两块板子串联
太阳能光伏发电的社会意义是什么?
光伏行业的社会效益主要体现在以下6个方面:
1)解决无电人口和贫困地区用电。
独立光伏每3460 元的投资即可解决一人的用电;而投资电网却需要13385 元,是独立光伏的3.87 倍。
2)实现精准扶贫。
2015~2017年三年光伏扶贫的开展,将使约200万户贫困群众在未来的20年获得每年3000元的稳定收入,相当于每年提供了60亿元的扶贫资金。
3)促进中西部融合。
西部以低廉的能源、人力成本吸引光伏制造企业前去投资。目前硅料环节57%的产能在西部,2018年底时这一数字可能达到76%;其他环节的新增产能基本也都在西部。同时,截止2016年底,全国40%的光伏装机在西部省份,充分利用了当地丰富的太阳能资源和沙漠化土地,并能有效改善土地的沙漠化情况。
4)活跃民营资本,促进能源行业主体多元化。
传统能源从开采到发电,基本是控制在国有企业手中。而光伏产业,尤其是分布式光伏,打破了传统能源的地缘因素,降低了准入门槛,为更大范围的中小企业与公众参与能源事业提供了可能。
在持有量大的企业当中,国有企业和民营企业则各占半壁江山,而小规模持有人更是以民营企业为主。光伏发电的特点决定了其是促进能源行业主体多元化的主要力量。这种角色的转变将对能源系统的演进和发展产生重大而深远的影响。
5)集约用地,普及可再生能源,布局能源互联网
光伏发电与其他行业互补的发展新形式已经成为许多地区发展转型的措施之一,并使原有建筑物在原有功能的基础上,增加了发电、节能的功效,提高了利用率。户用光伏的发展,更是让可再生能源走进千家万户,让普通老百姓认识了可再生能源,提高了节能减排意识。
分布式光伏的发展,为未来的能源互联网发展奠定了坚实的基础。
6)节约水资源
从全生命周期来看,光伏发电的用水量仅是煤电用水量的50%,大力发展光伏发电,能有效节约水资源。
一、解决无电人口用电问题
2015 年9 月,联合国可持续发展大会通过《2030可持续发展议程》,确定了17 个“可持续发展目标”。可再生能源是其中第七项目标“经济适用的清洁能源”的重要组成部分。联合国对于该目标的解释为:确保人人获得可负担、可靠和可持续的现代能源。
中国解决无电人口的经验表明,独立光伏在解决偏远地区无电人口方面具有低投入高产出的特点,是实现“可持续发展目标”第七项“经济适用的清洁能源”的重要手段。中国经验同时也为全球,尤其是发展中国家解决无电人口用电问题提供了可复制的典范。
国家能源局数据显示,2013-2015 年,国家共安排投资247.8 亿元(中央资金145.5 亿元) 用于实施无电地区电网延伸和可再生能源供电工程建设。其中,安排电网投资计划206.8 亿元,为154.5 万无电人口通电;安排光伏独立供电工程建设投资计划41 亿元(中央资金28.5 亿元),共建成光伏独立电站670 余座、光伏户用系统35 万余套,为118.5 万无电人口通电。相比于电网延伸,独立光伏用总投资16.5% 的资金解决了43.4% 的无电人口用电问题。从人均投资来看,每3460 元用于独立光伏的投资即可解决一人的用电;相比之下,投资电网却需要13385 元,是独立光伏的3.87 倍。
表 1:2013~2015年解决无电地区人口用电投资及通电数据
二、实现精准扶贫
光伏扶贫工程的开展,使我国的扶贫工作由改输血向造血、由粗放扶贫到精准扶贫的转变,使贫困人口通过自己的劳动有尊严地获得收入,并保证贫困户未来20年有持续、稳定的收益。
2015年,我国在河北、山西、安徽、甘肃、青海、宁夏6省共实施了150万kW的光伏扶贫项目,预计使20万户以上的贫困群众获得20年的稳定收入。
在此基础上,2016年多个省份的能源局联合当地的扶贫工作小组,将“光伏扶贫”作为农村脱贫的重要方式。2016年,在14个省份实施5168万kW光伏扶贫项目,帮扶贫困群众55.6万户,如下表所示。
表2:2016年扶贫帮扶贫困户数(万户)
2017年,仅村级扶贫一项就帮扶14个省、236个光伏扶贫重点县14556个建档立卡贫困村的71.0751万户建档立卡贫困户,如下表所示。
表3:2017年村级电站扶贫帮扶贫困户数(万户)
同时,各省也积极开展集中电站光伏扶贫,即经营集中电站的企业,按照规模每10~25kW中每年拿出3000元的利润给所在地的贫困户。目前,据不完全统计,已经有11省下达了720万kW的集中式扶贫电站指标,预计将帮扶贫困户约36万户;若考虑全国所有省份,2017年集中式光伏扶贫预计将帮扶50万户以上的贫困户。
表4:2017年部分省份地面电站光伏扶贫规模
2015~2017年三年光伏扶贫的开展,将使约200万户贫困群众在未来的20年获得每年3000元的稳定收入,相当于每年提供了60亿元的扶贫资金。可见,光伏项目为消除贫困人口,使贫困群众获得长期、稳定收益做出了重要的贡献,成为各地精准扶贫的重要措施之一。
三、促进中西部融合
1光伏上游生产制造业主要分布在西部
光伏上游制造端属于高载能、劳动密集型产业,西部省份低廉的能源价格、人力成本成为许多光伏制造企业建厂的首选。以硅料环节为例,截止2017年底的27.64万吨产能中,西部省份的硅料产能占全国总产能的57%(如表4所示)。同时,2018年各企业约有13.85万吨扩产计划,几乎全部位于内蒙古、新疆、云南、陕西4省。届时,西部的硅料产能将占全国的76%!
表5:2017年底各省硅料产能分布情况
除了硅料环节,各企业硅片环节的扩产基本也都布局在西部地区。如单晶硅片龙头企业隆基在云南楚雄布局了10GW的单晶硅片产能,将在2018年底投产;晶澳、阿特斯、东方日升等企业在内蒙也有扩产。在此引用中国光伏行业协会王勃华秘书长之前的作为说明。
从上图中可以看出,近期企业的扩产计划基本都布局在西北部地区。
2光伏上下游电站在西部的投资
西部省份具有丰富的太阳能资源,光伏项目发电量好;同时,西部有大量的未利用土地,建设条件好。因此,早期的光伏项目主要分布式在西部省份,如新疆、甘肃、青海、内蒙古等地。
根据国家能源局公布的截止2016年底的统计数据,8个西部省份(内蒙古、云南、西藏、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆)的光伏累计安装量占全国总安装量40%!
在当地的荒漠、戈壁安装上光伏电站之后,由于光伏组件的遮挡,减少了地表的蒸发量,改善了当地的沙漠化情况。下图为隆基在库布其沙漠开展光伏项目前后,地表情况的变化。
综上所述,光伏行业的发展,给西部地区带来产业投资,拉动了当地的GDP、增加了当地的税收,解决了一部分当地人口的就业问题,为促进西部经济发展、减少东西部差距作出了卓越的贡献!
四、活跃民营资本,能源行业主体多元化
传统能源需要大量的资本和高度集中的控制体系对其进行开采、加工与运输。能源工业的资本密集性特征决定这个行业非个人能力可以企及。传统能源从开采到发电,基本是控制在国有企业手中。而光伏产业,尤其是分布式光伏,打破了传统能源的地缘因素,降低了准入门槛。
光伏行业为更大范围的中小企业与公众参与能源事业提供了可能。能源行业主体的多元化,有效地促进了全社会对能源行业的参与,打破了垄断性大企业一统行业的局面,实现能源的经济化和能源服务需求差异化。众多中小企业的出现和活跃也为商业模式创新和技术进步提供了更适宜的土壤。
整个光伏行业中,国有企业和民营企业则各占半壁江山,民营企业累计并网容量达到1962 万kW,占比47.7%,远远超过了中央五大发电集团和其它国企。可见,光伏行业更能够吸引不同性质的投资主体,促进全社会对能源行业的参与。
表6:2016年我国光伏资产持有量排名
注:2016年光伏开发企业的排名用的是水利总院一些数据,跟各家已经上市的光伏资产持有公司的公报有一定的出入
虽然2017年底的持有量数据和从上表中有一定差距,但可以明显看出,在持有量大的企业当中,国有企业和民营企业则各占半壁江山,而小规模持有人更是以民营企业为主。
光伏发电的突出特点是适合分布式开发。用户所生产电力可以自用,多余上传,夜间从电网购电。它可以应用在工业厂房、公共建筑、居民屋顶上。其中,光伏的分布式特点更明显,闲置的屋顶、荒漠、滩涂,都可以建立光伏电站。这种电力生产的准入门槛相比于传统能源非常低,任何一个普通人都可以成为电力的生产者。可见,分布式光伏的发展打破了传统电力生产和消费分离的模式。用户在市场中定位已经由原来简单的用能者变为动态产消合一者。
光伏发电的特点决定了其是促进能源行业主体多元化的主要力量。这种角色的转变将对能源系统的演进和发展产生重大而深远的影响。
五、集约用地,普及可再生能源,布局能源互联网
光伏发电与其他行业互补的发展新形式。譬如,“光伏+农业”“光伏+农户”“光伏+商场”“光伏+园区”“光伏+渔光”等“光伏+”已经成为许多地区发展转型的措施之一。另外,户用光伏的发展,更是让可再生能源走进千家万户,让普通老百姓认识了可再生鞥能源,提高了节能减排意识。
另外,光伏与农业、渔业、建筑物的结合,使原有建筑物在原有功能的基础上,增加了发电、节能的功效,提高了利用率。符合土地“集约化”利用的发展方向。
同时,分布式光伏的发展,为未来的能源互联网发展奠定了坚实的基础。在此,引用《第三次工业革命》中的一段话来予以说明。
未来,每一处建筑都会转变成能就地收集可再生能源的迷你能量采集器;
未来,将每一大州的建筑转化为微型发电厂,以便收集可再生能源;
未来25年内,数百万的建筑——家庭住房、办公场所、大型商场、工业技术园区——将会既可作为发电厂,也可以作为住所。
未来,家庭居民可以在自己的房顶上安装太阳能电池板,这些电池板能生产出足够的电力,满足房子所需的电能。如果有剩余,则可以出售给发电厂。
你准备好了吗你的公司准备好了吗中国准备好了吗
六、节约水资源
煤炭的开采、洗选和发电环节都高度耗水,过度取水给当地的生态环境和人体健康造成了巨大的危害。与煤炭相比,光伏发电不仅在污染物减排方面具有优势,其用水量也远远小于燃煤发电。光伏和煤电发电阶段与全生命周期的耗水量如下表所示。
表 7:煤电与光伏用水量对比(单位:吨/MWh)
数据来源:发电阶段数据来自Tan et al, 2015,全生命周期数据来自Feng et al, 2014
从上表可以看出,即使从全生命周期来看,光伏发电的用水量仅是煤电用水量的50%,大力发展光伏发电,能有效节约水资源。
综上所述,光伏产业的快速发展,对全社会具有极其深远的正向推动。从政治意义上讲,光伏已成为我国在国际交往中的一张亮丽名片。不仅服务于国内能源转型,对全球应对气候变化、能源转型也作出了贡献。
风电和光伏共享一套系统可以么
风电和光伏可以共享一套系统,这在业内也被称为“风光互补系统”。
它的工作原理是:夜间、阴雨天及无阳光时由风能发电,晴天由太阳能发电,在既有风又有太阳的情况下两者同时发挥作用,比单用风机和太阳能发电有效得发电时间更长。
风光互补系统一般包括:风力发电机、太阳能电池方阵、控制器、蓄电池组、逆变器、电缆及支撑以及辅助件等构成。
风光互补发电系统工作原理
路灯,作为便民工程,也是耗电大户。在能源紧张的今天,风光互补路灯解决了这一难题,但风电互补路灯原理并不为人所知。其实风电互补路灯原理在国外早已普及,了解风电互补路灯原理才能更好的在国内将此项技术进行推广。
风光互补发电系统是一种风能和光能转化为电能的装置,风光互补路灯工作原理是利用自然风作为动力,风轮吸收风的能量,带动风力发电机旋转,把风能转变为电能,经过控制器的整流,稳压作用,把交流电转换为直流电,向蓄电池组充电并储存电能。利用光伏效应将太阳能直接转化为直流电,供负载使用或者贮存于蓄电池内备用。
风光互补型路灯结构由太阳能电池组件、风机、太阳能大功率LED、LPS灯具、光伏控制系统、风机控制系统、太阳能专用免维护蓄电池等部件组成,还包括太阳能电池组件支架、风机附件,灯杆,预埋件,蓄电池地埋箱等配件。
1 、风力发电机
风力发电机是将自然的风转换成电能的设施,将电能送到蓄电池中存储起来,它和太阳能电池板配合共同为路灯提供能源。根据光源的功率不同,使用的风力发电机的功率也不同,一般有200W、300W、400W、600W等。输出的电压也有12V、24V、36V等若干种。
2、太阳能电池板 :
太阳能电池板是太阳能路灯中的核心部分,也是太阳能路灯中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能,或送至蓄电池中存储起来。在众多太阳光电池中较普遍且较实用的有单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池及非晶硅太阳能电池等三种。在太阳光充足日照好的东西部地区 ,采用多晶硅太阳能电池为好,因为多晶硅太阳能电池生产工艺相对简单,价格比单晶低。在阴雨天比较多、阳光相对不是很充足的南方地区,采用单晶硅太阳能电池为好,因为单晶硅太阳能电池性能参数比较稳定。非晶硅太阳能电池在室外阳光不足的情况下比较好 ,因为非晶硅太阳能电池对太阳光照条件要求比较低。
3、太阳能控制器
无论太阳能灯具大小 , 一个性能良好的充电放电控制器是必不可少的。为了延长蓄电池的使用寿命,必须对它的充电放电条件加以限制,防止蓄电池过充电及深度充电。在温差较大的地方,合格的控制器还应具备温度补偿功能。同时太阳能控制器应兼有路灯控制功能 ,具有光控、时控功能 ,并应具有夜间自动切控负载能 ,便于阴雨天延长路灯工作时间。
4、蓄电池
由于太阳能光伏发电系统的输入能量极不稳定 ,所以一般需要配置蓄电池系统才能工作。一般有铅酸蓄电池、Ni-Cd蓄电池、Ni-H蓄电池。蓄电池容量的选择一般要遵循以下原则:首先在能满足夜晚照明的前提下,把白天太阳能电池组件的能量尽量存储下来,同时还要能够存储满足连续阴雨天夜晚照明需要的电能。蓄电池容量过小不能够满足夜晚照明的需要, 蓄电池过大,一方面蓄电池始终处在亏电状态 , 影响蓄电池寿命,同时造成浪费。蓄电池应与太阳能电池、用电负荷( 路灯 )相匹配。可用一种简单方法确定它们之间的关系。太阳能电池功率必须比负载功率高出4倍以 ,系统才能正常工作。太阳能电池的电压要超过蓄电池的工作电压20~30%,才能保证给蓄电池正常负电。蓄电池容量必须比负载日耗量 6倍以上为宜。蓄电池的选择我们推荐使用胶体(Gel)电池,使用寿命长,更环保。
5、光源
太阳能路灯采用何种光源是太阳能灯具是否能正常使用的重要指标 , 一般太阳能灯具采用低压节能灯、低压纳灯、无极灯、LED光源。
( 1 ) 低压节能灯: 功率小 , 光效较高 ,但使用寿命2000小时,电压低灯管发黑 , 一般适合太阳能草坪灯、庭院灯。
(2)低压钠灯:低压钠灯光效高(可达200L m/w),采用较少。
(3)无极灯:功率小,光效较高。该灯在22V(纯正弦波,频率50赫兹)普通市电条件下使用,寿命可以达到5万小时,在太阳能灯具上使用寿命大大减少和普通节能灯差不多(因为太阳能灯具都是方波逆计变器,太阳能电源220V输出频率、项位、电压都是不能和普通市电相比的。
(4)LED:LED灯光源,寿命长,可达1000000小时,工作电压低,不需要逆变器,光效较高,国产50Lm/w,进口80Lm/w,随着技术进步,LED的性能将进一步提高。LED作为太阳能路灯的光源将是一种趋势。
6、灯杆及灯具外壳
灯杆的高度应根据道路的宽度、灯具的间距,道路的照度标准确定。灯具外壳根据我钨收集了许多国外太阳灯资料,在美观外壳和节能之间,大多数都选择节能,灯具外观要求不高,相对实用就行。
选用风光互补路灯要注意的问题
1 风机的选择
风机是风光互补路灯的标志性产品,风机的选择最关键的是要风机的运行平稳。灯杆是无位索塔,最小心因风机运行时的振动引起灯罩和太阳能支架的固定件松脱。选择风机的另一个主要因素就是风机的造型美观,重量要轻,减小塔杆的负荷。
2.供电系统最佳配置的设计
保证路灯的亮灯时间是路灯的重要指标,风光互补路灯作为一个独立供电系统,从路灯灯泡的选择到风机,
阳能电池及储能系统容量的配置都有一个最佳配置设计的问题,需要结合安装路灯地点的自然资源条件来进行系统最佳容量配置的设计
3.灯杆的强度设计
要根据选定的风机及太阳能电池的容量及安装高度要求,结合当地的自然资源条件进行灯杆强度的设计,确定合理的灯杆和结构形式。
<收起
湖北仙童科技有限公司 高端电力电源全面方案供应商 江生 13997866467