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光伏發(fā)電的主要原理是半導(dǎo)體的光電效應(yīng)。光子照射到金屬上時,它的能量可以被金屬中某個電子全部吸收,電子吸收的能量足夠大,能克服金屬內(nèi)部引力做功,離開金屬表面逃逸出來,成為光電子。硅原子有4個外層電子,如果在純硅中摻入有5個外層電子的原子如磷原子,就成為N型半導(dǎo)體;若在純硅中摻入有3個外層電子的原子如硼原子,形成P型半導(dǎo)體。當P型和N型結(jié)合在一起時,接觸面就會形成電勢差,成為太陽能電池。當太陽光照射到P-N結(jié)后,電流便從P型一邊流向N型一邊,形成電流。在地下水豐富且水位較高的條件下,對于需要現(xiàn)澆筑混凝土的混凝土獨立基礎(chǔ)、混凝土樁基礎(chǔ)、微孔灌注樁基礎(chǔ)而言,施I難度較大,且凍土地區(qū)的冬季e氣溫極低,混凝土澆筑及養(yǎng)護質(zhì)量難以保證。
光電效應(yīng)就是光照使不均勻半導(dǎo)體或半導(dǎo)體與金屬結(jié)合的不同部位之間產(chǎn)生電位差的現(xiàn)象。它首先是由光子(光波)轉(zhuǎn)化為電子、光能量轉(zhuǎn)化為電能量的過程;其次,是形成電壓過程。
多晶硅經(jīng)過鑄錠、破錠、切片等程序后,制作成待加工的硅片。在硅片上摻雜和擴散微量的硼、磷等,就形
成P-N結(jié)。然后采用絲網(wǎng)印刷,將精配好的銀漿印在硅片上做成柵線,經(jīng)過燒結(jié),同時制成背電極,并在有柵線的面涂一層防反射涂層,電池片就至此制成。電池片排列組合成電池組件,就組成了大的電路板。一般在組件四周包鋁框,正面覆蓋玻璃,反面安裝電極。有了電池組件和其他輔助設(shè)備,就可以組成發(fā)電系統(tǒng)。為了將直流電轉(zhuǎn)化交流電,需要安裝電流轉(zhuǎn)換器。傳統(tǒng)燃煤發(fā)電:--噸標準煤可以發(fā)3000千瓦時(3000度)電,工業(yè)鍋爐每燃燒-噸標準煤就性=氧化碳2620公斤,8。發(fā)電后可用蓄電池存儲,也可輸入公共電網(wǎng)。發(fā)電系統(tǒng)成本中,電池組件約占50%,電流轉(zhuǎn)換器、安裝費、其他輔助部件以及其他費用占另外
50%。
大家都知道,當物體的平面和光線完全垂直時 ,光線接收面大化。
如果把物體傾斜,物體的平面和光線就有了角度,接收的功率相對也會減少,所以我們在安裝太陽能光伏電站組件時,要盡量把組件
和太陽的角度垂直,這樣才能獲得佳發(fā)電量。
但是在南方,一般組件安裝時角度很低 ,越往北緯度越高,安裝時角度越大。
我們經(jīng)常認為:太陽東升西落。為什么不平裝求得佳發(fā)電量?因為太陽的直徑相當于地球直徑的109倍。因此可以認為地球上的太陽光
直射的。
而地球不是一個平面 ,而是一個巨大的球體。 靠近赤道邊上,可以認為太陽是直射的,所以太陽能組件可以水平安裝。
而在高緯度地區(qū),太陽并不是像人們眼見那樣,中午在中央,而是有一定的角度 ,緯度越高角度越大。為了獲得佳發(fā)電量,組件都會
設(shè)計傾斜角。傾斜角是太陽電池方陣平面與水平地面的夾角。
理想的傾斜角是使太陽能電池年發(fā)電量盡可能大,-般取當?shù)鼐暥?或當?shù)鼐暥燃由蠋锥茸鰹楫數(shù)靥柲茈姵亟M件安裝的傾斜角。當然
如果能夠采用計算機輔助設(shè)計軟件,可以進行太陽能傾斜角的優(yōu)化計算,這對于高緯度地區(qū)尤為重要。如果沒有條件對傾斜角進行計算機
優(yōu)化設(shè)計,也可以根據(jù)當?shù)鼐暥却致源_定太陽能電池的傾斜角:
緯度為0°~25°時,傾斜角等于緯度;
緯度為26° ~40°時,傾斜角等于緯度加上5°~10°;
緯度為41°~55°時,傾斜角等于緯度加上10°~15*;
緯度為55°以上時,傾斜角等于緯度加上15°~20°。
其實,對于分布式電站而言,采用升壓并網(wǎng)和低壓側(cè)并網(wǎng)的成本差懷會太大,因為低壓側(cè)并網(wǎng)需要選擇帶變壓器的逆變器(當然也可
以選擇10-30KW組串逆變器);升壓上網(wǎng)時雖然增加了變壓器,但是可以選擇采用無隔離變壓器的逆變器,綜合成本兩者差不多。只是增加
了綜合自動化保護系統(tǒng)和地調(diào)傳輸?shù)馁M用。不過,同-廠區(qū)內(nèi),規(guī)模在MW級以上的電站,升壓并網(wǎng)會對電能質(zhì)量有一定保障,用戶不用
承擔任何風險。
當然,此并網(wǎng)形式不太適用于用戶進戶母線為35kV以上的項目,這時候10kV或35kV完全是用戶廠內(nèi)母線,母線相連變電站是110kV
或者220kV ,則-般可以直接反送入網(wǎng)。因為此類變電站在初潮流設(shè)計時,都是可以雙向運行的。
也不適用于400V(或以F)進戶的小型用電戶(包括家庭和小商業(yè)) ,因為其400V母線是和其他用電單位合用的,反送電不直接跨越變壓
器,而是在400V母線上消納(原理上可以借用)。當然,在400V母線上,光伏等分布式發(fā)電的總裝機容量會受到控制(此類容量比例沒有固
定的數(shù)值,根據(jù)當?shù)?00V環(huán)網(wǎng)內(nèi)的負載情況確定,也可通過增加區(qū)域調(diào)控和儲能配套來增加分布式電源裝機容量)。
這種運營模式大的缺點,是其收益模型不能固定,自發(fā)自用比例和余電上網(wǎng)比例始終在變化,電站融資、出售時評估價值會比實際產(chǎn)
出有所打折,甚至資方因為擔心用電戶的未來經(jīng)營狀況而無法獲得一個合理的資產(chǎn)價值。