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太阳能光发电是指无需通过热过程直接将光能转变为电能的发电方式。 它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电。 光伏发电是利用太阳能级半导体电子器件有效地吸收太阳光辐射能,并使之转变成电能的直接发电方式,是当今太阳光发电的主流。在光化学发电中有电化学光伏电池、光电解电池和光催化电池,目前得到实际应用的是光伏电池。 [1]
通过水或其他工质和装置将太阳辐射能转换为电能的发电方式,称为太阳能热发电。先将太阳能转化为热能,再将热能转化成电能,它有两种转化方式:一种是将太阳热能直接转化成电能,如半导体或金属材料的温差发电,真空器件中的热电子和热电离子发电,碱金属热电转换,以及磁流体发电等;另一种方式是将太阳热能通过热机(如汽轮机)带动发电机发电,与常规热力发电类似,只不过是其热能不是来自燃料,而是来自太阳能。太阳能热发电有多种类型,主要有以下五种:塔式系统、槽式系统、盘式系统、太阳池和太阳能塔热气流发电。 种是聚光型太阳能热发电系统,后两种是非聚光型。 一些发达国家将太阳能热发电技术作为国家研发,制造了数十台各种类型的太阳能热发电示范电站,已达到并网发电的实际应用水平。 [1]
目前世界上现有的有前途的太阳能热发电系统大致可分为:槽形抛物面聚焦系统、中央接受器或太阳塔聚焦系统和盘形抛物面聚焦系统。在技术上和经济上可行的三种形式是:30~ 80MW聚焦抛物面槽式太阳能热发电技术(简称抛物面槽式);30~ 200MW点聚焦中央接收式太阳能热发电技术(简称中央接收式);7.5~ 25kW的点聚焦抛物面盘式太阳能热发电技术(简称抛物面盘式)。
在太阳能发电系统中,系统的总效率ηese由电池组件的PV转换率、控制器效率、蓄电池效率、逆变器效率及负载的效率等组成。但相对于太阳能电池技术来讲,要比控制器、逆变器及照明负载等其它单元的技术及生产水平要成熟得多,而且系统的转换率只有17%左右。因此提高电池组件的转换率,降低单位功率造价是太阳能发电产业化的和难点。太阳能电池问世以来,晶体硅作为主角材料保持着统治地位。对硅电池转换率的研究,主要围绕着加大吸能面,如双面电池,减小反射;运用吸杂技术减小半导体材料的复合;电池超薄型化;改进理论,建立新模型;聚光电池等。
系统相互立,可自行控制,避免发生大规模停电事故,安全性高;
弥补大电网稳定性的不足,在意外发生时继续供电,成为集中供电不可或缺的重要补充;
可对区域电力的质量和性能进行实时监控,非常适合向农村、牧区、山区,发展中的中、小城市或商业区的居民供电,大大减小环保压力;
输配电损耗低,甚至没有,无需建配电站,降低或避免附加的输配电成本;土建和安装成本低;
调峰性能好,操作简单;由于参与运行的系统少,启停快速,便于实现全自动。
立运行的太阳能逆变器用于立太阳能电池发电系统,为立负载供电。并网逆变器用于并联运行的太阳能电池发电系统。太阳能电池在阳光下产生直流电,但直流供电的系统有很大的局限性。例如荧光灯、电视机、冰箱、电风扇等不能直接用直流电源供电,和大多数电机一样。另外,当供电系统需要升压或降压时,交流系统只需要增加一个变压器,而直流系统的升压和降压技术要复杂得多。因此,除了直接使用直流电的通信、气象等特殊用户外,还需要在太阳能发电系统中安装太阳能逆变器以供生产和使用。