光伏发电系统影响发电效率因素分析

光伏发电系统影响发电效率因素分析
摘要:双合金螺杆如今人们对能源需求越来越高,对生活质量的要求也越来越高。然而大量的能源消耗造成了资源枯竭、污染环境。光伏发电作为新能源发电的解决这一矛盾。当今,各国加大研究和投资的力度,大力发展光伏发电系统。但其作为主要的电力来源还有很多技术挑战。其中最大的挑战就是发电效率。
食品烤箱关键词:光伏发电;效率研究;系统发电
一、光伏发电概述
能源是推动经济发展的车轮。20世纪至今,在世界能源体系中,煤、石油、天然气等非可再生资源成为人类社会文明进步的主要能源结构。随着社会进步历程的加速发展,人类社会对非可再生能源的需求量也不断地增加,由于人类对非可再生资源过度地开采利用以及一些不合理的维护等,致使了全球性的环境污染及资源枯竭。
太阳能资源是一种分布广泛、储量无限的清洁无污染能源,被科学家誉为是世界上最理想的绿资源,是人类开发和利用新能源的首选资源。开发和利用太阳能的基本方式有:一是利
用光热转换,将太阳能转化成热能;二是利用光伏阵列通过汇流装置间接将太阳能转为电能,即光伏发电。截止到今天,在开发利用太阳能的过程中,光伏发电已然成为其最主要的途径,从上世纪80年代起,光伏产业就成为世界上飞速增长的新型产业之一,随着各国不断地加强对可再生资源开发利用重视的力度,光伏这一产业的发展市场将会更加广阔。
光伏电池是光伏发电系统的核心部件,其输出电流、电压的大小和稳定情况不仅与电池本身结构等参数有关,而且还很大程度地随着环境温度、光照的改变而波动起伏。同时由于外界环境因素变化无常,致使光伏电池的输出特性表现为非线性,因而在一天当中某一特定工作条件之下,光伏电池功率输出存在唯一的最大值点。为了更有效地利用光伏电池,应当采取一定的控制技术,来确保光伏电池实时都能输出最大功率,这即是最大功率跟踪MPPT技术。在实际光伏发电系统中,装设MPPT控制装置,能够有效提高光伏电池的发电效率。
二、光伏发电的基本原理
当太阳光照射太阳电池板时,一部分光子被电池板中的硅材料吸收,完成能量的传递,硅原子带上能量后,使电子完成漂移,在电池中形成一定的电位差,当太阳能电池板在电路
中接通时,就有电流从电池中流出,作为外部电路的电源,这个过程主要是光子能量传递给电子,光能转换成电能的过程,利用这种原理,把若干个太阳能电池板连接起来,按照一定的排列方式,采用串联或者并联的方式,将电能传递到太阳能光伏发电储能装置中,然后再通过直流交流变换装置,将直流电变为交流电,供外部的电路使用,最终通过配电网的配电变压器输送到整个电网中,完成太阳能光伏发电的过程。
三、太阳能光伏发电的影响因素
1、辐射量的影响
一般来说,到达地面的太阳辐射量主要受太阳高度角、地理纬度、大气透明度、日照时数及海拔高度等因素的影响。
(1)太阳高度角和地理纬度
太阳的高度角对太阳到达地球的辐射强度有着重要的影响,纬度越高的地区,太阳高度角越小,这样的地区太阳辐射强度也越小;纬度较低的地区,太阳高度角很大,这样的地区接受到的太阳辐射量越强。因此,纬度越低的地区越适合发展太阳能光伏发电,这样发电
的效率和太阳能光伏发电的利用率越高。
(2)大气透明度和海拔高度
大气的透明度是太阳光透过大气的一个参数,在天空晴朗的时候,大气的透明度就非常的高,太阳光对于地面的辐射就会强一些,反之则少;海拔高度越高时,空气就越稀薄,大气透明度就越大:因此海拔越高,太阳辐射能量也就越大,这些地区就更加适合开发太阳能光伏发电。
(3)日照时数
日照时数也是影响地面太阳能的一个重要因素。一般日照时间长,地面所获得的太阳总辐射量就多。
2、太阳能电池板的材料
太阳能电池板的质量直接影响着太阳能光伏发电的发电效率。目前太阳能电池板的材料主要是半导体材料,根据不同的制作材料,太阳能电池有很多种,其中应用最为广泛的就是硅太阳能电池板。
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3、逆变器的工作效率
大功率的逆变器在满载时,效率必须保持在90%甚至95%。特别是在低负荷下供电时,仍须有较高的效率:逆变器效率的高低对太阳能光伏发电系统提高有效发电量和降低发电成本有重要的影响:光伏发电系统专用的逆变器在设计中应特别注意减少自身功率损耗,提高整机效率,所以为了提高输出效率,并网逆变器应具有最大功率点跟踪控制功能,随时跟随太阳能辐射能力而变化。此外还能根据日出、日落条件的不同自动进行开与关。
4、最大功率峰值跟踪的影响
逆变器工作在光伏阵列的电流-电压曲线上的位置确定着逆变器输入的直流功率的大小,在理想的工作状态下,逆变器工作在太阳能光伏阵列的功率的最大峰值。随着环境的改变,一天之中的各个时段,太阳光的温度和太阳的辐射量,逆变器工作的最大峰值是不一样的。在太阳能光伏发电系统中,有一个用于最大功率峰值跟踪的一个设备称为运算器,逆变器通过运算器和光伏阵列联系起来,可以提高逆变器的工作效率,最大化的转移能量。目前有很多逆变器的最大功率峰值跟踪的运算方法,他们有不同的参数,电压、电流、电容等。但很多运算方法都有一定的局限性,使得逆变器的最大功率跟踪达不到要求的效率。回程间隙
四、提高太阳能光伏发电效率的方法
1、严格规范设备设计
提升光伏发电设备的效率,在对光伏发电设备的组件材质、组件连接、线路布局、设备安装等的设计、选择进行严格规范,并制定科学性、标准性的管理条例,以此从设计环节为光伏发电设备的效率提升奠定基础。在对光伏发电设备进行设计时,要坚持质量化、安全化的设计理念,确保其设备组件设计选择的材质安全、质量稳定,为光伏发电效率提升提供基础条件,可根据光伏发电设备的安装使用环境,选择组件连接工艺、安装工艺等,并根据实际需求对其进行针对性设计调整,从而让光伏发电设备转化效率得以提升。例如,可对光伏发电设备安装区域的太阳光辐射能强度、环境、纬度等进行综合分析,进而对光伏发电设备的材质、保护措施、安装工艺等进行针对性设计选择,实现光伏发设备效率的理想性预期。
2、科学制定设备组件选型方案
光伏发电设备由多个组件组装而成,其组件选型的确定,对设备组件间的运转协作效能有
着直接性的影响,同样也是光伏发电效率的重要影响因素,因此,需科学制定设备组件选型方案,功率性能匹配的设备组件,可让光伏发电设备的电力消耗与太阳光辐射能转换处于最佳状态,才能保障光伏发电设备运转的高效率及稳定性。光伏发电设备的核心组件通常包括太阳能光伏电池、组串式逆变器、吸光板、汇流箱等。各组件都有不同的型号,而且各个组件型号的功率、效能都不相同,光伏发电设备运转使用中,其输出能量需要满足发电的需求,其设备组件选型方案也需基于此进行选择,并保证其设备组件型号是先进、匹配的,进而切实可以在光伏发电设备运转中起到协同效用,提升光伏电设备的产生效率。
3、完善安装施工管理
光伏发电设备的安装施工质量及安装效果,也与其发电效率密切相关。因此完善强化光伏发电设备的安装施工管理,做到规范化安装施工、科学化安装施工,确保光伏发电设备的安装流程、安装工艺及安装效果等都与既定设计相符,以此最大限度的确保光伏发电设备输出能源可满足实际需求。由于光伏发电设备的安装技术专业性、严谨性都较高,其安装施工现场实况也复杂多变,有时需根据安装区域或需求对安装工艺等进行灵活性调整,因
此可设置专门的技术支持及监督人员,给予光伏发电设备安装施工的技术规范指导及工艺质量监督。远程升级
地沟油提炼生物柴油4、采用最大功率点跟踪(MPPT)技术
目前提高光伏发电系统利用效率的最好方法是采用电子器件设计的MPP控制器并结合MPPT算法,使得系统始终工作在最大输出功率点,提高光伏系统中光能向电能的转换效率。光伏系统的最大功率跟踪一般是通过一个DC/DC变换器实现。
五、结语
光伏发电技术基于太阳光辐射能源开发而衍生出的绿清洁能源,其在根本性质及应用方式上都充分体现生态可持续发展理念,符合当今新社会发展、人类发展的理念要求,同时可有效缓解能源供应及生态环境的压力。
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