太阳能分布式光伏板组件原理
光生伏打效应在液体和固体物质中都会发生,但是只有固体(尤其是半导体PN结器件)在太阳光照射下的光电转换效率较高。利用光生伏打效应原理制成晶体硅太阳能电池,可将太阳的光能直接转换成为电能。太阳能分布式光伏板组件的能量转换器是太阳能电池,又称光伏电池,是太阳能分布式光伏板组件系统的基础和核心器件。太阳能转换成为电能的过程主要包括3个步骤:
(1)太阳能电池吸收一定能量的光子后,半导体内产生电子一空穴对,称为“光生载流子”,两者的电极性相反,电子带负电,空穴带正电。
(2)电极性相反的光生载流子被半导体PN结所产生的静电场分离开。
(3)光生载流电子和空穴分别被太阳能电池的正、负极收集,并在外电路中产生电流,从而获得电能。
分布式光伏,尤其是自家用的自发自用,分布式光伏板组件余电上网少了能源的输送一环还可以有效的节约能源,降低成本。在澳大利亚,现在自己家里装光伏板和特斯拉的电池组,在二十年的寿命中比政府电价大约便宜百分之十。
分布式光伏板组件是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件,再配合上功率控制器等部件就形成了分布式光伏板组件装置。分布式光伏板组件的优点是较少受地域限制,因为阳光普照大地;光伏系统还具有安全可靠、无噪声、低污染、无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电及建设周期短的优点。
分布式光伏板组件的光电效应是指不均匀的半导体或半导体的不同部分与金属结合后,由于光的作用而产生电位差的现象。首先,这是一个光子(光波)转化为电子,光能转化为电能的过程;第二个是电压形成过程。
在太阳能发电系统中,系统的总效率η由太阳能电池组件的光电转换效率、控制器效率、蓄电池效率、逆变器效率及负载的效率等决定。目前,太阳能电池的光电转换效率只有17%左右。因此,提高太阳能电池组件的光电转换效率、降低太阳能分布式光伏板组件系统的单位功率造价,是太阳能分布式光伏板组件产业化的重点和难点。自太阳能电池问世以来,晶体硅作为主要材料保持着统治地位。目前对硅太阳能电池转换效率的研究,主要围绕着加大吸能面(如采用双面电池减小反射)、运用吸杂技术和钝化工艺提高硅太阳能电池的转换效率、电池超薄型化等方面。
分布式光伏板组件逆变器的维护
(1)逆变器结构和电气连接应保持完整,不应存在锈蚀、积灰等现象,散热环境应良好,逆变器运行时不应有较大振动和异常噪声。
(2)逆变器上的警示标识应完整无破损。
(3)逆变器中模块、电抗器、变压器的散热风扇根据温度自行启动和停止的功能应正常,散热风扇运行时不应有较大振动及异常噪音,如有异常情况应断电检查。
(4)定期将交流输出侧(网侧)断路器断开一次,逆变器应立即停止向电网馈电。
(5)逆变器中直流母线电容温度过高或超过使用年限,应及时更换。
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