光伏發(fā)電論文光伏發(fā)電 論文

1、光伏發(fā)電論文光伏發(fā)電 論文淺談太陽能光伏發(fā)電在民用住宅供電系統(tǒng)中的應用摘要：面對當今世界日益惡化的生態(tài)環(huán)境現實，保護環(huán)境、優(yōu)化資源配置的重要性已經引起了全社會的廣泛關注。為了更好地實現環(huán)境資源的全面、協(xié)調、可持續(xù)發(fā)展，大力開發(fā)和利用可再生資源以及新型能源已經勢在必行。太陽能作為一種綠色能源，能夠有效緩解電力需求緊張狀況，在我國已經得到了廣泛的應用。通過探討太陽能光伏發(fā)電在民用住宅供電系統(tǒng)中應用的必要性，對于太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作原理進行介紹，最后總結了太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)在民用住宅供電中的應用策略。 關鍵詞：太陽能；光伏發(fā)電；民用住宅；供電系統(tǒng) 750002）銀川作者簡介：張旭平（1974-）

2、，男，天津人，寧夏發(fā)電集團太陽能事業(yè)部，工程師。（寧夏 文章編號：1007-0079（2011）09-0085-02文獻標識碼：A中圖分類號：TK-9 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)通過其內置的太陽能電池（也可稱為光伏電池）將其接受的太陽輻射不斷地轉換成為電能，這類系統(tǒng)被稱為太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)，也可稱之為太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)。 美國貝爾實驗室的科學家Chapin DM、Fuller CS和Pearson GL于1954年成功地研制出世界上第一塊實用型單晶硅P-N結太陽能電池，這標志著對太陽能光伏應用的研究進入了新的歷史階段。隨后，光伏發(fā)電在多個領域都得到了相應的應用。我國近期的光伏發(fā)電市場的研發(fā)和應用重點項

3、目主要有：大型地面光伏電站、家用光伏電源、微波通信中繼站光伏電源、光纜通信站光伏電源、輸油輸氣管道陰極保護光伏電源、鐵路信號及通信光伏電源、航標燈光伏電源、鄉(xiāng)鎮(zhèn)及村落光伏電源、邊防哨所光伏電源、氣象臺站光伏電源、衛(wèi)星電視接收站及電視差轉臺光伏電源、公路設施及道班光伏電源等。 一、太陽能光伏發(fā)電在民用住宅供電系統(tǒng)中應用的必要性 我國很多偏遠的農村或山區(qū)的供電設施極不完備，基本上處于無電狀態(tài)，人們的日常生活和社會生產往往因為電力的缺乏而無法順利進行，但是如果這些偏遠的地區(qū)有充足的日照條件，就可以采用比較先進的太陽能光伏供電系統(tǒng)以及相應的設備來解決日常生活中的用電、配電等問題。 雖然一些相對比較大的

4、城鎮(zhèn)地區(qū)的供電設施和供電水平有了一定的提高，但是，在一些老舊的住宅區(qū)，由于規(guī)劃和設計等問題所選用的負荷開關容量等都普遍偏小，造成了那些地區(qū)的居民用電系統(tǒng)經常因超負荷運行而出現跳閘的現象，跳閘現象會燒毀開關、電線等，產生安全隱患。而且，有些住宅的使用密度很大，為供電設施預留的空間很小，重排住宅中的供配電線路很有難度，加設供電線路更是不可能。因此，應用太陽能光伏發(fā)電供電系統(tǒng)是最為理想的解決這類住宅用電難題的途徑。 二、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的特點 按照應用類型，可將太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)分為獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)與必亡光伏發(fā)電系統(tǒng)兩大類型。其主要特點有以下五個方面。 （1）能夠有效保障電網電壓的穩(wěn)定性。太陽能光

5、伏發(fā)電系統(tǒng)可以通過對電網進行調峰發(fā)揮削峰填谷的功能，有效地改善電網的功率因數，保證電網末端的電壓穩(wěn)定，進而防止電網雜波的發(fā)生。 （2）能夠大大減少蓄電池組的投入成本。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)能夠將其所發(fā)電能高效并入電網，以電網為其儲存電能的裝置可以減少蓄電池組的投入成本。 （3）能夠最大限度地實現資源的優(yōu)化配置。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的光伏電池能夠實現與建筑設計的完美結合，通常情況下，把每一塊太陽能電池板的額定電壓設置為1V3V，在進行串聯(lián)或并聯(lián)后可將電壓調到30V50V的直流電，再將其與逆變器和控制器實現連接。這樣，太能電池板既能夠作為建筑設計的裝飾材料，又能夠發(fā)揮其發(fā)電作用，使資源得到了最大限度的優(yōu)

6、化組合配置，可謂一舉多得。 （4）能夠保證出入電網的靈活自如。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)能夠有效地解決民用住宅供電系統(tǒng)的電力負荷過大問題，保持其供電系統(tǒng)的負荷平衡，降低供電線路中的電能損耗。 （5）能夠最大限度地保護環(huán)境。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)能夠充分利用取之不盡、用之不竭的可再生太陽能資源，避免資源短缺問題的進一步惡化；其次，太陽能光伏發(fā)電本身不需要任何燃料，也不會產生二氧化碳等污染物，不會對空氣等造成污染；最后，太陽能光伏發(fā)電均采用自動控制技術，不需要任何機械轉動部件，也沒有任何噪聲，不會對民用住宅環(huán)境產生噪聲污染。 三、關于太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作原理介紹 1.太陽能光伏發(fā)電中太陽能電池的工作原理

7、太陽能光伏發(fā)電的能量轉換器是太陽能電池，又稱光伏電池。太陽能電池發(fā)電的原理是光生伏打效應。當太陽光（或其他光）照射到太陽能電池上時，電池吸收光能，產生光生電子-空穴對。在電池內建電場的作用下，光生電子和空穴被分離，電池兩端出現異號電荷的積累，即產生“光生電壓”，這就是“光生伏打效應”。 若在內建電場的兩側引出電極并接上負載，則負載就有“光生電流”流出，從而獲得功率輸出。這樣，太陽的光能就直接變成了可以使用的電能。 太陽能電池將光能轉換成電能的工作原理概括如下：第一，太陽能電池吸收一定數量的光子后，半導體內產生電子-空穴對，可稱之為“光生載流子”，兩者的電性相反，電子帶負電，空穴帶正電；第二，電

8、性相反的光生載流子被半導體P-N結所產生的靜電場分離開；第三，光生載流子電子和空穴分別被太陽能電池的正、負兩極所收集，并在外電路中產生電流，從而獲得電能。 2.地面太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的主要運行方式 地面太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的主要運行方式可以分為兩大類：離網運行與聯(lián)網運行。 沒有和公共電網互相聯(lián)接的太陽能發(fā)電系統(tǒng)是離網運行的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，也可以稱之為獨立太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)。這類發(fā)電系統(tǒng)主要用于那些遠離其他公共電網的地區(qū)，例如公共電網覆蓋不到的偏遠農村、山區(qū)、海島、牧區(qū)等。另外，還可以提供通信中繼站、邊防站、氣象站等場所日常所需的電能。 那些和公共電網相互聯(lián)接的發(fā)電系統(tǒng)是聯(lián)網運行的太陽能光伏發(fā)

9、電系統(tǒng)，也可稱之為并網光伏發(fā)電系統(tǒng)。這類發(fā)電系統(tǒng)可以將其太陽能電池中陣列輸出的直流電不斷地轉化成為與公共電網的電壓相同的交流電，并且可以實現太陽能發(fā)電系統(tǒng)與公共電網的相互聯(lián)接，源源不斷地向公共電網輸送其產生的電能。這類發(fā)電系統(tǒng)的應用是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)大規(guī)模發(fā)展、商業(yè)化發(fā)展的結果，市場發(fā)展前景廣闊，是未來電力工業(yè)發(fā)展的的重要方向之一，也是當今國際電能發(fā)展的主要趨勢。 3.太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)點 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的主要優(yōu)點在于：無資源枯竭危險，絕對干凈，（無污染，除蓄電池外）不受資源分布地域的限制，可在用電處就近發(fā)電，能源質量高，使用者從感情上容易接受，獲取能源花費的時間短，供電系統(tǒng)工作可靠

10、。 同時該發(fā)電系統(tǒng)也存在諸多不足之處：陽光照射的能量的分布密度較小，能夠獲得的能源的量與環(huán)境、季節(jié)、天氣、晝夜以及陰晴等氣象條件有很大的關系，造價比較高。 以上太陽能發(fā)電的特點決定了太陽能光伏發(fā)電、供電系統(tǒng)在應用中的優(yōu)勢和局限。 四、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)在民用住宅供電中的應用 1.可以被應用于高層住宅、多層住宅供電系統(tǒng)中 高層住宅是現代化科學技術發(fā)展的標志，應用太陽能發(fā)電、供電系統(tǒng)可謂順理成章。高層建筑中一體化結構設計與太陽能發(fā)電相輔相成。 大多數高層建筑住宅中，太陽能發(fā)電系統(tǒng)的光伏方陣都被安裝在住宅的屋頂或者陽臺，通常其逆變控制器輸出端與公共電網并聯(lián)，共同向建筑物供電，這是光伏系統(tǒng)與建筑相結合

11、的初級形式。 隨著近年來太陽能光伏發(fā)電技術的發(fā)展，將光伏組件與建筑材料融為一體，采用特殊的材料和工藝手段，將光伏組件做成屋頂、外墻、窗戶等，可以直接將其作為建筑材料使用，能夠進一步降低發(fā)電成本，實現其功能的同時還能起到裝飾建筑外觀的作用。 2.可以應用于農村住宅的供電系統(tǒng)中 我國農村的主要建筑物為平房，適合安裝太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)。在安裝時必須考慮住戶的采光、通風、心理安全距離及消防需要。2010年6月，我國首個在農村大面積建設的太陽能光伏發(fā)電并網工程在寧夏中衛(wèi)市永康鎮(zhèn)開工建設，如圖1所示，該工程采用太陽能組件與建筑物相結合的安裝方式。 五、太陽能光伏發(fā)電在民用住宅供電系統(tǒng)中的應用前景 當前，世

12、界范圍內的太陽能光伏發(fā)電市場發(fā)展起來，在近10年間，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的太陽能電池組件生產數量平均每年增長33%。太陽能光伏發(fā)電已經成為當今國際范圍內發(fā)展最為迅速的高新技術產業(yè)之一。 世界各國都已經紛紛制訂了短期太陽能光伏發(fā)電發(fā)展計劃，努力實現太陽能光伏發(fā)電技術與民用住宅供電系統(tǒng)的一體化建設。 由于我國國內建筑總能耗占到了全國能源總能耗的28%，而我國的太陽能資源相對豐富，分布范圍很廣，因此，將太陽能光伏發(fā)電應用于民用住宅供電系統(tǒng)中，能夠滿足民用住宅建筑供電系統(tǒng)自身的用電需求，將大大改變我國民用住宅建筑高能耗的現狀。 所以，太陽能光伏發(fā)電在民用住宅供電系統(tǒng)中的應用具有廣闊的發(fā)展前景，值得大力推廣與發(fā)展。 六、結束語 綜上所述，太陽能光伏發(fā)電作為一種潔凈、安全、可再生的綠色新型能源，隨著我國建筑行業(yè)光伏組件的不斷研制和開發(fā)，必將被廣泛地應用于我國的民用住宅建筑供電系統(tǒng)當中。相信在不久的將來，在我國相關主管部門的大力推動下，太陽能光伏發(fā)電與民用住宅建筑的一體化建設將會大規(guī)模興起，太陽能將會成為發(fā)展建筑行業(yè)所必需的能源，也必將成為我國的常規(guī)能源之一。 參考文獻： 1 黃亞平.太陽能光伏發(fā)電研究現狀與發(fā)展前景探討J.廣東白云學院學報,2007,(2). 2 高軍林,朱吉頂,劉玉