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農(nóng)業(yè)大棚、魚(yú)塘可以安裝分布式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)嗎?
大棚地升溫、保溫一直都是個(gè)困擾農(nóng)戶地重點(diǎn)問(wèn)題,光伏農(nóng)業(yè)大棚有望解決這一難題,由于夏季地高溫在6-9月份眾多品類地蔬菜無(wú)法正常成長(zhǎng),而光伏農(nóng)業(yè)大棚如同在農(nóng)業(yè)大棚外添加了一個(gè)分光計(jì),可隔絕紅處線,阻止過(guò)多地?zé)崃窟M(jìn)去大棚,在冬季和黑夜地時(shí)候又能阻止大棚內(nèi)地紅處波段地光向外輻射,起到保溫效果。隨著儲(chǔ)能蓄電池價(jià)格大幅下調(diào),儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)備多樣化,根據(jù)用電情況,合理利用儲(chǔ)能系統(tǒng),提高經(jīng)濟(jì)效益。光伏農(nóng)業(yè)大棚能供給農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)照明等所需電力,剩余電力還能并網(wǎng)。
在離網(wǎng)形式地光伏大棚中可與LED系統(tǒng)相互調(diào)配,白日阻光保障植物生長(zhǎng),同時(shí)發(fā)電。黑夜LED系統(tǒng)應(yīng)用白日電力提供照明。
在魚(yú)塘中也可以架設(shè)光伏陣列,池塘可以繼續(xù)養(yǎng)魚(yú),光伏陣列還可以為養(yǎng)魚(yú)提供良好地遮擋作用,較好地解決了發(fā)展新能源和大量占用地地矛盾,因此農(nóng)業(yè)大棚和魚(yú)塘可以安裝分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)。
光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體界面的光生伏應(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(yáng)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。投資較小大型地面電站動(dòng)輒投資數(shù)十億,家用光伏電站只需數(shù)萬(wàn)元就可以安裝,投資回報(bào)的收益率10%以上,還能為環(huán)保做貢獻(xiàn)。太陽(yáng)能電池經(jīng)過(guò)串聯(lián)后進(jìn)行封裝保護(hù)可形成大面積的太陽(yáng)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。
光伏發(fā)電的主要原理是半導(dǎo)體的光電效應(yīng)。光子照射到金屬上時(shí),它的能量可以被金屬中某個(gè)電子全部吸收,電子吸收的能量足夠大,能克服金屬內(nèi)部引力做功,離開(kāi)金屬表面逃逸出來(lái),成為光電子。硅原子有4個(gè)外層電子,如果在純硅中摻入有5個(gè)外層電子的原子如磷原子,就成為N型半導(dǎo)體;若在純硅中摻入有3個(gè)外層電子的原子如硼原子,形成P型半導(dǎo)體。三,進(jìn)行屋頂太陽(yáng)能發(fā)電的時(shí)候,只需要發(fā)光能轉(zhuǎn)換成電能就可以了,方式比較簡(jiǎn)單。當(dāng)P型和N型結(jié)合在一起時(shí),接觸面就會(huì)形成電勢(shì)差,成為太陽(yáng)能電池。當(dāng)太陽(yáng)光照射到P-N結(jié)后,空穴由P極區(qū)往N極區(qū)移動(dòng),電子由N極區(qū)向P極區(qū)移動(dòng),形成電流。
光電效應(yīng)就是光照使不均勻半導(dǎo)體或半導(dǎo)體與金屬結(jié)合的不同部位之間產(chǎn)生電位差的現(xiàn)象。它首先是由光子(光波)轉(zhuǎn)化為電子、光能量轉(zhuǎn)化為電能量的過(guò)程;其次,是形成電壓過(guò)程。
無(wú)論從世界還是從中國(guó)來(lái)看,常規(guī)能源都是很有限的。中國(guó)的一次能源儲(chǔ)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界的平均水平,大約只有世界總儲(chǔ)量的10%。世界上出現(xiàn)的開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能熱潮,對(duì)我國(guó)也產(chǎn)生了巨大的影響,1975年在河南安陽(yáng)召開(kāi)“全國(guó)太陽(yáng)能利用工作經(jīng)驗(yàn)交流大會(huì)”,進(jìn)一步推動(dòng)了我國(guó)太陽(yáng)能事業(yè)的發(fā)展。太陽(yáng)能是人類取之不盡用之不竭的可再生能源,具有充分的清潔性、安全性、相對(duì)的廣泛性、確實(shí)的長(zhǎng)壽命和免維護(hù)性、資源的充足性及潛在的經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)點(diǎn),在長(zhǎng)期的能源戰(zhàn)略中具有重要地位。
光伏組件作為光伏發(fā)電系統(tǒng)中的核心組成部分,質(zhì)量問(wèn)題影響著電站系統(tǒng)效率,其中,熱斑效應(yīng)和PID效應(yīng)對(duì)光伏組件功率的影響尤其突出,不容忽視。今天小編介紹影響光伏組件功率好壞的兩大效應(yīng)詳解;
1、熱斑效應(yīng)
熱斑效應(yīng)是指在一定條件下,串聯(lián)支路中被遮蔽的光伏組件將當(dāng)做負(fù)載,消耗其他被光照的電池組件所產(chǎn)生的能量,被遮擋的光伏電池組件此時(shí)將會(huì)發(fā)熱的現(xiàn)象;光伏采光頂指以透明光伏電池作為采光頂?shù)亟ㄖ?gòu)件,美觀性很好,并且滿足透光地需要,但是光伏采光頂需要透明組件,組件效率較低,除發(fā)電組件透明外,采光頂構(gòu)件要滿足一定地力學(xué)、美學(xué)、結(jié)構(gòu)連接等建筑方面要求,組件成本高,發(fā)電成本高。被遮擋的光伏組件、將會(huì)消耗有光照的光伏組件所產(chǎn)生的部分能量或所有能量,降低輸出功率;嚴(yán)重將會(huì)光伏組件、甚至燒毀組件。
2、熱斑效應(yīng)產(chǎn)生原因
造成熱斑效應(yīng)的根源是有個(gè)別壞電池的混入、電極焊片虛焊、電池由裂紋演變?yōu)槠扑?、個(gè)別電池特性變壞、電池局部受到陰影遮擋等;光伏發(fā)電系統(tǒng)由光伏方陣(光伏方陣由光伏組件串并聯(lián)而成)、控制器、蓄電池組、直流/交流逆變器等部分組成。由于局部陰影的存在,光伏組件中某些電池單片的電流、電壓發(fā)生了變化。其結(jié)果使電池組件局部電流與電壓之積增大,從而在這些電池組件上產(chǎn)生了局部溫升;
3、防護(hù)措施要求
在光伏電池組件的正負(fù)極間并聯(lián)一個(gè)旁路二極管,以增加方陣的可靠性。通常情況下,旁路二極管處于反偏壓,不影響組件正常工作。4、應(yīng)定期消除太陽(yáng)能電池表面的灰塵,下雪后應(yīng)該及時(shí)將表面的積雪掃除干凈,使其發(fā)出更多的電。其原理是當(dāng)一個(gè)電池被遮擋時(shí),其他電池促其反偏成為大電阻,此時(shí)二極管導(dǎo)通,總電池中超過(guò)被遮電池光生電流的部分被二極管分流,從而避免被遮電池過(guò)熱損壞。以避免光照組件所產(chǎn)生的能量被受遮蔽的組件所消耗。
2、PID效應(yīng)
電位誘發(fā)衰減效應(yīng)是電池組件長(zhǎng)期在高電壓作用下,使玻璃、封裝材料之間存在漏電流,大量電荷在電池片表面,使得電池表面的鈍化效果惡化,導(dǎo)致組件性能低于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。PID現(xiàn)象嚴(yán)重時(shí),會(huì)引起一塊光伏組件功率衰減50%以上,從而影響整個(gè)組串的功率輸出。如果是其他方式的發(fā)電,中間會(huì)經(jīng)過(guò)很多的轉(zhuǎn)換過(guò)程,這樣的過(guò)程不僅浪費(fèi)時(shí)間還會(huì)大大降低發(fā)電效率。高溫、高濕、高鹽堿的沿海地區(qū)易發(fā)生PID現(xiàn)象。
3、產(chǎn)生的原因
一是系統(tǒng)設(shè)計(jì)原因,光伏電站的防雷接地是通過(guò)將方陣邊緣的組件邊框接地實(shí)現(xiàn)的,這就造成在單個(gè)組件和邊框之間形成偏壓,組件所處偏壓越高則發(fā)生PID現(xiàn)象越嚴(yán)重。對(duì)于P型晶硅組件,通過(guò)有變壓器的逆變器負(fù)極接地,消除組件邊框相對(duì)于電池片的正向偏壓會(huì)有效的預(yù)防PID現(xiàn)象的發(fā)生,但逆變器負(fù)極接地會(huì)增加相應(yīng)的系統(tǒng)建設(shè)成本;二是光伏組件原因,高溫、高濕的外界環(huán)境使得電池片和接地邊框之間形成漏電流,封裝材料、背板、玻璃和邊框之間形成了漏電流通道。通過(guò)使用改變絕緣膠膜乙烯酯(EVA)是實(shí)現(xiàn)組件抗PID的方式之一,在使用不同EVA封裝膠膜條件下,組件的抗PID性能會(huì)存在差異。太陽(yáng)能電池主要分為晶體硅電池和薄膜電池兩類,前者包括單晶硅電池、多晶硅電池兩種,后者主要包括非晶體硅太陽(yáng)能電池、銅銦硒太陽(yáng)能電池。另外,光伏組件中的玻璃主要為鈣鈉玻璃,玻璃對(duì)光伏組件的PID現(xiàn)象的影響至今尚不明確;三是電池片原因,電池片方塊電阻的均勻性、減反射層的厚度和折射率等對(duì)PID性能都有著不同的影響。
4、有效抑制PID效應(yīng)的措施
首先是從組件側(cè)考慮,采用非Na、Ca玻璃提高玻璃的體電阻,阻斷漏電流通路的形成;或者采用非乙烯—共聚物的封裝材料;其次是從逆變器側(cè)考慮,采用組件負(fù)極接地的方式,防止負(fù)偏壓造成的漏電流形成,處置方案簡(jiǎn)便、成本低、效果顯著,但負(fù)極直接接地會(huì)造成安全隱患,威脅電站的正常運(yùn)行和運(yùn)維安全。逆變器負(fù)極接地后,若發(fā)生組件正極接地故障則會(huì)造成電池板短路,而運(yùn)維人員如若接觸到正極則會(huì)發(fā)生危險(xiǎn),所以負(fù)極接地電路必須具有異常電流監(jiān)測(cè)及分?jǐn)啾Wo(hù)系統(tǒng),方可在抑制PID效應(yīng)的同時(shí)保障電站設(shè)備的運(yùn)行安全。是的,如果你想知道,太陽(yáng)能電池板仍然可以生成一些電力即使在多云的一天。
太陽(yáng)能在現(xiàn)代社會(huì)用途越來(lái)越廣,那么,太陽(yáng)光是如何轉(zhuǎn)化成電能的呢?
太陽(yáng)能發(fā)電的主要原理是根據(jù)光生伏打效應(yīng),由太陽(yáng)能組件發(fā)出直流電。如果是并網(wǎng)系統(tǒng)則通過(guò)并網(wǎng)逆變器直接將電能并入電網(wǎng);如果是離網(wǎng)系統(tǒng)則通過(guò)太陽(yáng)能控制器給蓄電池及負(fù)載充放電。
光生伏打效應(yīng)
一束光照在半導(dǎo)體上和照在金屬或絕緣體上效果截然不同。光伏電池將太陽(yáng)的能量轉(zhuǎn)化成電能,然后可以用于各種各樣的用途,包括運(yùn)行您的家用電器。由于金屬中自由電子如此之多,以致光引起的導(dǎo)電性能的變化完全可忽略。絕緣體在很高溫度下仍未能激發(fā)出更多的電子參加導(dǎo)電。而導(dǎo)電性能介于金屬和絕緣體之間的半導(dǎo)體對(duì)體內(nèi)電子的束縛力遠(yuǎn)小于絕緣體,可見(jiàn)光的光子能量就可以把它從束縛激發(fā)到自由導(dǎo)電狀態(tài),這就是半導(dǎo)體的光電效應(yīng)。當(dāng)半導(dǎo)體內(nèi)局部區(qū)域存在電場(chǎng)時(shí),光生載流子將會(huì)積累,和沒(méi)有電場(chǎng)時(shí)有很大區(qū)別,電場(chǎng)的兩側(cè)由于電荷積累將產(chǎn)生光電電壓,這就是光生伏效應(yīng),簡(jiǎn)稱光伏效應(yīng)。