光伏,即光伏发电系统,是利用半导体材料的光伏效应,将太阳辐射能转化为电能的一种发电系统。光伏发电系统的能量来源于取之不尽、用之不竭的太阳能,是一种清洁、安全和可再生的能源。光伏发电过程不污染环境,不破坏生态。 [11] 光伏发电系统分为立光伏系统和并网光伏系统。光伏发电系统是由太阳能电池方阵、蓄电池组、充放电控制器、逆变器、交流配电柜、太阳跟踪控制系统等设备组成。
并网光伏发电系统由光伏阵列、高频DC/DC升压电路、电力电子变换器(逆变器)和系统监控部分组成。其工作原理是,太阳辐射能量经过光伏阵列转换后,再经高频直流变换后变成高压直流电,然后经过电力电子逆变器逆变后向电网输出与电网电压相频一致的正弦交流电流。
立光伏发电系统是依靠蓄电池来储存多余的电能,因此蓄电池在立光伏发电系统中占有重要地位。随着太阳能电池组件售价的下降,蓄电池的费用在系统总投资中所占比重将会逐渐增加。另外,在立光伏发电系统的运行中,由于蓄电池故障而影响系统正常工作的情况更会占有很大比例。所以,在系统设计时,选择适当的蓄电池类型,确定合适的蓄电池容量,地实施安装、操作,精心维护, 对于立太阳能光伏发电系统的正常运行十分重要。
优点 1)运行可靠:即使在恶劣的环境和气候条件下也可正常供电。 [4] 2)寿命长:晶体硅组件寿命通常在25年以上,非晶硅组件寿命通常在20年以上。 [4] 3)维护费用低:建成后只需少量工作人员,对系统进行定期检查和维护,相比较而言,常规发电站维护费用很大。 [4] 4)天然能源:能源是取之不尽、用之不竭的太阳能,无需能源费用。 [4] 5)无噪声污染:整个系统无机械运动部件,不产生噪声。 [4] 6)模块化:根据需要选择系统容量,安装灵活、方便,扩容很简便。 [4] 7)安全:系统内无易燃物品,安全性能高。 [4] 8)自主供电:可离网运行,立供电,可不受公用电网的影响。 [4] 9)分布式发电:可建设分散的光伏电站,减少对公用电网的影响及危害。 [4] 10)高海拔性:在海拔高、日照强的地区,更能增加系统的输出功率。(相比光伏发电高海拔地区,由于气压低,柴油发电机效率降低,输出功率减少。)
建筑与光伏系统相结合。建筑与光伏系统相结合,是把封装好的光伏组件(平板或曲面板)安装在居民住宅或建筑物的屋顶上,再与逆变器、蓄电池、控制器、负载等装置相联,并可与外界电网相连,由光伏系统和电网并联向住宅(用户)供电,多余电力向电网反馈,不足电力从电网取用。
光伏组件在与建筑相结合应用时,还应考虑两个重要因素:1)为光伏组件有较高的光电转化效率,尽量保持光伏组件周围的环境温度处于较低的水平,这就要求光伏组件周围有较好的通风条件,因此在光伏组件的设计和安装时,可考虑采用架空形式、双层通风屋面或双层玻璃幕墙形式等;2)光伏组件的寿命通常是15~25年,而建筑围护结构的寿命通常是50年,在设计时,考虑光伏组件失效后的拆卸和更换要求。