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光伏發(fā)電的早期歷史(一)
早在1839年,法國科學家貝克雷爾(Becqurel)就發(fā)現(xiàn),光照能使半導體材料的不同部位之間產(chǎn)生電位差。這種現(xiàn)象后來被稱為“光生伏效應”,簡稱“光伏效應”。1954年,美國科學家恰賓和皮爾松在美國貝爾實驗室第①次制成了實用的單晶硅太陽電池,誕生了將太陽光能轉(zhuǎn)換為電能的實用光伏發(fā)電技術(shù)。
20世紀70年代后,隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,全球能源危機和大氣污染問題日益突出,傳統(tǒng)的燃料能源正在一天天減少,對環(huán)境造成的危害日益突出,同時全球約有20億人得不到正常的能源供應。這個時候,全世界都把目光投向了可再生能源,希望可再生能源能夠改變?nèi)祟惖哪茉唇Y(jié)構(gòu),維持長遠的可持續(xù)發(fā)展。
太陽能以其獨有的優(yōu)勢而成為人們重視的焦點。豐富的太陽輻射能是重要的能源,是取之不盡、用之不竭的、無污染、廉價、人類能夠自由利用的能源。太陽能每秒鐘到達地面的能量高達800兆瓦時,假如把地球表面0.1%的太陽能轉(zhuǎn)為電能,轉(zhuǎn)變率5%,每年發(fā)電量可達5.6×1012千瓦小時,相當于世界上能耗的40倍。正是由于太陽能的這些獨特優(yōu)勢,20世紀80年代后,太陽能電池的種類不斷增多、應用范圍日益廣闊、市場規(guī)模也逐步擴大。
光伏發(fā)電結(jié)構(gòu)組成
跟蹤系統(tǒng):由于相對于某一個固定地點的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng),一年春夏秋冬四季、每天日升日落,太陽的光照角度時時刻刻都在變化,如果太陽能電池板能夠時刻正對太陽,發(fā)電效率才會達到很佳狀態(tài)。世界上通用的太陽跟蹤控制系統(tǒng)都需要根據(jù)安放點的經(jīng)緯度等信息計算一年中的每一天的不同時刻太陽所在的角度,將一年中每個時刻的太陽位置存儲到PLC、單片機或電腦軟件中,也就是靠計算太陽位置以實現(xiàn)跟蹤。采用的是電腦數(shù)據(jù)理論,需要地球經(jīng)緯度地區(qū)的的數(shù)據(jù)和設定,一旦安裝,就不便移動或裝拆,每次移動完就必須重新設定數(shù)據(jù)和調(diào)整各個參數(shù);原理、電路、技術(shù)、設備復雜,非專業(yè)人士不能夠隨便操作。把加裝了智能太陽跟蹤儀的太陽能發(fā)電系統(tǒng)安裝在高速行駛的汽車、火車,以及通訊應急車、軍艦或輪船上,不論系統(tǒng)向何方行駛、如何調(diào)頭、拐彎,智能太陽跟蹤儀都能保證設備的要求跟蹤部位正對太陽!
光伏發(fā)電應用領(lǐng)域
一、石油、海洋、氣象領(lǐng)域:石油管道和水庫閘門陰極保護太陽能電源系統(tǒng)、石油鉆井平臺生活及應急電源、海洋檢測設備、氣象/水文觀測設備等。
二、家庭燈具電源:如庭院燈、路燈、手提燈、野營燈、登山燈、垂釣燈、黑光燈、割膠燈、節(jié)能燈等。
六、光伏電站:10KW-50MW獨立光伏電站、風光(柴)互補電站、各種大型停車廠充電站等。
三、太陽能建筑將太陽能發(fā)電與建筑材料相結(jié)合,使得未來的大型建筑實現(xiàn)電力自給,是未來一大發(fā)展方向。
四、其他領(lǐng)域包括:(1)與汽車配套:太陽能汽車/電動車、電池充電設備、汽車空調(diào)、換氣扇、冷飲箱等;(2)太陽能制氫加燃料電池的發(fā)電系統(tǒng);(3)海水淡化設備供電;(4)星航天器、空間太陽能電站等。
分布式光伏發(fā)電具有以下特點
一是輸出功率相對較小。一般而言,一個分布式光伏發(fā)電項目的容量在數(shù)千瓦以內(nèi)。與集中式電站不同,光伏電站的大小對發(fā)電效率的影響很小,因此對其經(jīng)濟性的影響也很小,小型光伏系統(tǒng)的投資收益率并不會比大型的低。
二是污染小,環(huán)保效益突出。分布式光伏發(fā)電項目在發(fā)電過程中,沒有噪聲,也不會對空氣和水產(chǎn)生污染。
三是能夠在一定程度上緩解局地的用電緊張狀況。但是,分布式光伏發(fā)電的能量密度相對較低,每平方米分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的功率僅約100瓦,再加上適合安裝光伏組件的建筑屋頂面積有限,不能從根本上解決用電緊張問題。