“太陽能成為電力之王”，國際能源署在其 2020 年報告中宣稱。IEA 專家預計，未來 20 年全球太陽能發(fā)電量將是現在的8-13 倍。新的太陽能電池板技術只會加速太陽能產業(yè)的崛起。那么這些創(chuàng)新是什么？讓我們來看看將塑造我們未來的尖端太陽能技術。

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1.浮動太陽能農場在不占用土地的情況下提供更高的效率

所謂的浮動光伏發(fā)電相對較舊：第一個浮動太陽能發(fā)電場出現在 2000 年代末。從那時起，建筑原理得到了改進，現在這種新的太陽能電池板技術得到了巨大的成功——到目前為止，主要是在亞洲國家。

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浮動太陽能農場的主要優(yōu)點是它們幾乎可以安裝在任何水體上。浮動光伏板的成本與類似尺寸的陸地安裝相當。更重要的是，光伏組件下方的水可以冷卻它們，從而為整個系統(tǒng)帶來更高的效率并最大限度地減少能源浪費。浮動太陽能電池板的性能通常比陸地裝置高 5-10%。

中國、印度和韓國擁有大型浮動太陽能發(fā)電場，但現在最大的一個 正在新加坡建造。這對這個國家來說真的很有意義：它的空間太小了，政府會抓住一切機會使用它的水資源。

Floatovoltaics 甚至開始在美國引起轟動。美軍于 2022 年 6 月在北卡羅來納州布拉格堡的大泥湖上啟動了一個浮動農場。這座 1.1 兆瓦的浮動太陽能發(fā)電廠擁有 2 兆瓦時容量的儲能。這些電池將在停電期間為麥考爾營地供電。

2.BIPV太陽能技術使建筑物自我維持

未來，我們不會在屋頂安裝太陽能電池板來為建筑物供電——它們本身將成為能源發(fā)電設備。光伏建筑一體化 (BIPV) 技術旨在將太陽能元件用作建筑部件，這些部件將成為未來辦公室或房屋的電力供應商?？偠灾?，BIPV 技術讓業(yè)主節(jié)省了電力成本，隨后又節(jié)省了太陽能電池板安裝系統(tǒng)的成本。

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不過，這不是用面板替換墻壁和窗戶并創(chuàng)建“工作箱”。太陽能元素要自然融合，不影響人們的工作和生活方式。例如，光伏玻璃看起來像普通玻璃，但同時它收集了來自太陽的所有能量。

盡管 BIPV 技術可以追溯到 1970 年代，但它直到最近才爆發(fā)：太陽能元件變得更容易獲得、更高效和更廣泛。順應潮流，一些寫字樓業(yè)主開始將光伏元件集成到他們現有的建筑物中。這被稱為建筑應用光伏。使用最強大的BIPV太陽能電池板系統(tǒng)建造建筑物甚至成為企業(yè)家之間的競爭。顯然，您的企業(yè)越環(huán)保，其形象就越好?？磥?，亞洲清潔資本（ACC） 在中國東部的一家造船廠以其 19MW 的裝機量獲得了獎杯。

3.太陽能皮膚將面板變成廣告空間

太陽能皮膚基本上是太陽能電池板的包裹物，讓模塊保持其效率并在其上顯示任何東西。如果您不喜歡太陽能電池板在屋頂或墻壁上的外觀，這種新穎的 RV 技術可讓您隱藏太陽能電池板 - 只需選擇合適的自定義圖像，如屋頂瓦片或草坪。

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新技術不僅關乎美觀，還關乎利潤：企業(yè)可以將他們的太陽能電池板系統(tǒng)變成廣告橫幅?？梢宰远x皮膚，以便它們顯示，例如，公司的標志或市場上的新產品。更重要的是，太陽能皮膚為您提供了監(jiān)控模塊性能的選項。缺點是成本：對于太陽能薄膜皮膚，您必須在太陽能電池板價格的基礎上多支付 10%。然而，隨著太陽能皮膚技術的進一步發(fā)展，我們可以預期價格下降的幅度越大。

4.太陽能面料可以讓你的T恤為你的手機充電

大多數最新的太陽能創(chuàng)新來自亞洲。因此，日本工程師負責開發(fā)太陽能織物也就不足為奇了。既然我們已經將太陽能電池集成到建筑物中，那么為什么不對布料做同樣的事情呢？太陽能織物可用于制作衣服、帳篷、窗簾：就像面板一樣，它可以捕獲太陽輻射并從中發(fā)電。

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使用太陽能織物的可能性是無窮無盡的。太陽能燈絲被編織成紡織品，因此您可以輕松地將它們折疊并包裹在任何東西上。想象一下，您有一個由太陽能織物制成的智能手機外殼。然后，只需躺在陽光下的桌子上，您的智能手機就會被充電。從理論上講，你可以簡單地用太陽能織物包裹你家的屋頂。這種織物將像面板一樣產生太陽能，但您無需支付安裝費用。當然，屋頂標準太陽能電池板的功率輸出仍然高于太陽能織物。

5.太陽能隔音屏障將高速公路的轟鳴聲變成綠色能源

太陽能隔音屏障 (PVNB) 已經在歐洲廣泛使用，并且也開始出現在美國。這個想法很簡單：建造隔音屏障以保護城鎮(zhèn)和村莊的人們免受高速公路交通噪音的影響。它們提供了很大的表面積，為了利用它，工程師們想出了一個在其中添加太陽能元素的想法。第一個 PVNB 于 1989 年出現在瑞士，現在擁有 PVNB 的高速公路數量最多的是德國，2017 年安裝了創(chuàng)紀錄的 18 個障礙物。在美國，這種障礙物的建設直到幾年前才開始，但現在我們希望在每個州都能看到它們。

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光伏隔音屏障的成本效益目前值得懷疑. 這在很大程度上取決于添加的太陽能元素的類型、該地區(qū)的電價和政府對可再生能源的激勵措施。例如，德國人甚至不清洗他們的隔音屏障，因為它所帶來的效率提高在經濟上是不合理的。然而，光伏組件的效率在不斷提高，而價格卻在下降。這就是讓太陽能交通隔音屏障越來越有吸引力的原因。



光伏發(fā)電技術的關鍵元件是太陽能光伏電池。太陽能光伏電池的發(fā)展，大致可以分為三代。第一代是硅系太陽能電池；第二代是薄膜太陽能電池；高倍聚光電池、有機太陽能電池、柔性太陽能電池、染料敏化納米太陽能電池等新技術則統(tǒng)稱為第三代太陽能電池。目前，主流的是第一代硅系太陽能電池，薄膜電池的市場份額正在逐步擴大，第三代電池除了高倍聚光電池外，大部分還處于實驗室研發(fā)階段。

硅系太陽能電池

硅系太陽能電池中，單晶硅技術最為成熟。這種電池的效率與成本主要受其制造流程影響。制造流程主要分為鑄錠、切片、擴散、制絨、絲網印刷和燒結等幾個步驟。采用這種普通工藝流程生產的太陽能電池，光電轉換效率一般在16%－18%。

單晶硅太陽能電池轉換效率是最高的，但是成本也較高。多晶硅太陽能電池能夠很好地降低成本，其優(yōu)點是能直接制造出適于規(guī)模化生產的大尺寸方形硅錠，設備比較簡單，因而制造過程簡單、省電、節(jié)約硅材料，對材質要求也較低。

除了降低材料成本，降低太陽能電池的成本，主要通過兩方面來實現，一是減少耗材，例如減小硅片的厚度；二是提高轉換效率。提高效率的途徑包括以下幾方面：第一是增加光的吸收，如表面制絨、制備減反射層、減小正面電極的寬度等。第二是減少光生載流子的復合，提高光子利用率，如發(fā)射極鈍化技術。第三是減小電阻，增加電極對光電流的吸收，如分區(qū)摻雜與背電場技術。

目前單晶硅太陽能電池光電轉換效率的最高紀錄，是新南威爾士大學PERL結構太陽電池創(chuàng)造的24.7%。其技術特點包括：硅表面磷摻雜的濃度較低，以減少表面的復合和避免表面“死層”的存在；前后表面電極下面局部采用高濃度擴散，以減小電極區(qū)復合并形成好的歐姆接觸；通過光刻工藝使前表面電極變窄，增加了吸光面積；前表面電極采用更匹配的金屬如鈦、鈀、銀金屬組合，減小電極與硅的接觸電阻；電池的前后表面采用SiO2和點接觸的方法以減少電池的表面復合。但是，該技術目前還沒有實現產業(yè)化。

除了PERL技術以外，還可以采用其它技術提高轉換效率。如BP Solar的表面刻槽絨面電池和背電極（EWT）穿越技術。前者主要是通過激光刻槽工藝減小正面電極的寬度，增加太陽光的吸收面積，規(guī)?；a已能實現18.3%的效率；后者通過在電池上進行激光打孔，將正面的電極引到背面，從而增大了正面的吸光面積，能夠實現21.3%的效率。

薄膜太陽能電池

晶硅太陽能電池效率高，在大規(guī)模應用和工業(yè)生產中仍占據主導地位。但由于硅材料價格比較高，想大幅度降低其成本是非常困難的。為了尋找晶硅電池的替代產品，成本更低的薄膜太陽能電池應運而生。主流的薄膜電池有硅基薄膜電池、碲化鎘 (CdTe)薄膜電池、銅銦鎵硒（CIGS）薄膜電池三種類型。

硅基薄膜電池厚度僅為2微米，與厚度為180微米左右的晶體硅電池相比，硅材料的用量僅約為晶硅電池的1.5%，成本低廉。按照包含PN結數量的不同，硅基薄膜電池分為單結電池、雙結電池以及多結電池，不同的PN結可以吸收不同波長的太陽光。目前單結電池的最高效率可達7%，雙結可達10%。

由于材料吸光率好，碲化鎘薄膜電池的轉換效率比硅基薄膜電池要高一些，目前效率可達12%。但元素鎘具有致癌作用且碲的天然儲量有限，該電池長期發(fā)展受到一定的制約。

銅銦鎵硒薄膜電池被認為是高效薄膜電池的未來發(fā)展方向，可通過制造工藝的調整提高對太陽光的吸收率，從而使得轉換效率得到提升。目前，實驗室的轉換效率可達20.1%，產品效率可達13－14%，是所有薄膜電池里面最高的一種。

第三代電池

第三代電池理論上可以實現較高的轉換效率?，F階段除了聚光電池外，大多數還處于實驗室研究階段。

聚光電池一般采用III-V族半導體材料，主要是因為III-V族半導體具有比硅高得多的耐高溫特性，在高照度下仍具有高的光電轉換效率，而且多結的結構使它們的吸收光譜和太陽光光譜接近一致，理論上的轉換效率可達68%。目前使用最多的是由鍺、砷化鎵、鎵銦磷3種不同的半導體材料形成3個PN結。若是進行規(guī)?；a，效率可達40%以上。

太陽能電池經封裝成為太陽能組件，不同太陽能電池的應用取決于自身特點與市場需求的發(fā)展。早期的太陽能主要應用于通訊基站和人造衛(wèi)星等，后來逐漸進入民用領域，如太陽能屋頂。在這些場景下，安裝面積小，能量密度需求高，因而晶體硅組件占據了主要的市場份額。隨著大型太陽能荒漠電站以及光伏建筑的發(fā)展，綜合成本逐漸取代能量密度成為了考慮的重要因素，薄膜電池的應用呈現上升趨勢。除此之外，不同技術的應用還受使用環(huán)境、氣候條件等其他因素的影響。

太陽能光伏技術的應用

要把太陽輻射轉化為可供人們使用的電力，需要一套完整的太陽能光伏系統(tǒng)。太陽能光伏電池是太陽能光伏系統(tǒng)的重要組成部分，是整個系統(tǒng)的基礎。除此之外，光伏系統(tǒng)還包括逆變器、蓄電池、監(jiān)控器、配電系統(tǒng)等。

光伏系統(tǒng)的分類與組成

根據是否并網，太陽能光伏系統(tǒng)分為離網系統(tǒng)與并網系統(tǒng)兩大類。離網系統(tǒng)又可分為獨立光伏系統(tǒng)與混合供電系統(tǒng)。

獨立光伏系統(tǒng)一般在通信基站、太陽能路燈、偏遠山區(qū)供電等場合，全部采用太陽能作為能源供應。系統(tǒng)組成主要包括太陽能組件、逆變器、控制器、蓄電池、配電系統(tǒng)、防雷接地系統(tǒng)等，其中，儲能裝備（蓄電池）與控制器是影響系統(tǒng)成本與壽命的關鍵因素。混合供電系統(tǒng)除了太陽能電池外，還包括油機或者風機等，采用太陽能與其他能源共同作為能源供應。

并網技術一般應用在太陽能屋頂和大規(guī)模的光伏電站。并網光伏系統(tǒng)不需要儲能設備，成本較低，主要組成包括太陽能組件、逆變器、配電系統(tǒng)、防雷接地系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等。目前，并網系統(tǒng)占所有太陽能應用的80%。

光伏發(fā)電的其他技術

除了太陽能光伏電池技術之外，逆變技術、并網技術、儲能技術、智能監(jiān)控技術等技術都關系到太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)應用與發(fā)展。原因在于：第一，太陽能電池的輸出功率會隨著陽光輻射強度的變化而變化，具有間歇性的特點，而且，大規(guī)模并網會對電網造成沖擊，做好并網控制與孤島保護十分關鍵。第二，太陽能組件輸出電流為直流電，需要經逆變器逆變?yōu)榻涣麟姡瑢δ孀冸娔苜|量要求比較高。第三，組件功率輸出受溫度、陰影遮蔽等因素的影響，會出現光伏陣列功率失配的問題，因而系統(tǒng)監(jiān)控與報警系統(tǒng)是重要的技術環(huán)節(jié)。最后，由于大多數光伏電站處在偏遠的地區(qū)，遠程控制技術也非常重要。

我國在太陽能組件生產的質量與規(guī)模上已經處于世界領先的位置。從整個產業(yè)鏈來看，高利潤點集中在了硅材料提純、逆變器與監(jiān)控系統(tǒng)、光伏裝備制造等技術含量高的環(huán)節(jié)。如何在這些關鍵的技術點上取得突破，是我國光伏產業(yè)面臨的挑戰(zhàn)。

1.國內研究現狀

我國大部分太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)都是解決偏遠地區(qū)人民生活和部分企業(yè)生產的能源利用系統(tǒng)。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的研究還處于起步階段。建成的光伏系統(tǒng)只為少數用戶提供很少的電力,發(fā)電量也很小。它在整個電網中的作用可以忽略不計,可以認為不會影響電網[10]。光伏并網發(fā)電技術的研究受到高度重視。"十一五"期間,中國對并網技術和大型光伏電站進行了深入研究。取得了可喜的進展。在此基礎上,中國先后建成了5千瓦和10千瓦并網光伏示范電站。中國科技部將光伏發(fā)電技術列為國家重點發(fā)展課題,加大對光伏發(fā)電系統(tǒng)設計的投入。R&控制器的研發(fā)和輕型逆變器的開發(fā)加快了光伏產業(yè)的發(fā)展,國家投入了大量資金,許多重要省份都建設了光伏示范電站,大力推動了全省光伏產業(yè)的發(fā)展,為中國光伏產業(yè)做出了重要貢獻。

2.國外研究現狀

能源是經濟增長和社會發(fā)展的強大直接動力。國際經濟已從高速增長轉向中高速增長。我們看到國際社會發(fā)展綠色資源的決心,認識到高能耗、高污染、高能源利用率、低能源利用率和嚴重環(huán)境污染的特點。舊開發(fā)道路的高成本處理難以維護。世界各國都在大力推廣光伏發(fā)電系統(tǒng)的應用。光伏并網發(fā)電是世界太陽能光伏發(fā)電技術發(fā)展的主要趨勢。光伏發(fā)電系統(tǒng)的使用主要從初始投資補貼和應用層開始[11]。例如,德國在1998年和1999年,為了促進光伏產業(yè)的發(fā)展,先后啟動了1000戶屋頂項目和10萬戶屋頂項目。韓國政府已采取政策支持初始投資和補貼。韓國建造了世界上最大的24兆瓦光伏電站,以提高發(fā)電效率。系統(tǒng)采用最新技術實現陽光跟蹤,太陽能電池板自動擺動,最終生產效率比固定裝置高15%[12]。加拿大制定了一系列政策。根據這些政策,500千瓦以下的光伏系統(tǒng)可以在并網線路上提供多余的電力,從而獲得一定的效益,在滿足自身使用要求的前提下,所有500千瓦以上的系統(tǒng)都可以并網實現盈利。

二、光伏系統(tǒng)及光伏產業(yè)分析

1.光伏發(fā)電系統(tǒng)的分類及發(fā)電原理

太陽能系統(tǒng)根據是否并網可分為獨立系統(tǒng)和并網系統(tǒng)。然而,不同之處在于獨立光伏系統(tǒng)非常復雜,需要電池作為能量儲備。并網光伏發(fā)電系統(tǒng)可直接接入公共電網,項目少,結構簡單。

無論是獨立發(fā)電系統(tǒng)還是并網發(fā)電系統(tǒng),其主要部件是太陽能電池板、控制器和逆變器[16]。太陽能電池和逆變器在控制器的控制下協調工作。太陽能電池的原理相對簡單,市場上常見的類型通常是半導體。當陽光照射到表面時,光子能量被電子吸收,導致電子從p型半導體轉變?yōu)閚型半導體,從而導致電子和空穴的積累。當導體連接形成回路時,半導體接觸面處的電壓將下降,外部電流將下降[17]。太陽能電池的發(fā)電原理如圖所示。另一種電池板結構正在市場上出現。有機物均勻地懸浮在薄膜表面,具有重量輕、成本低的優(yōu)點。

2.太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)組成

光伏發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池陣列、充放電控制器、逆變器、交流配電柜、濾波電路等組成。太陽能光伏發(fā)電可分為一級能量轉換和多級能量轉換。廣泛使用的能量轉換方法是一階能量轉換。

光伏系統(tǒng)有一些常見參數。最常用的是裝機容量和發(fā)電量。裝機容量等于面板面積的乘積。光伏系統(tǒng)的平均日照強度和光電轉換效率,其中光強為單位面積的平均光能強度,單位為w/m2[20]。光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電能力等于裝機容量、有效日照時間和綜合系數的乘積。公式中的綜合系數受多種因素影響,因此在確定最終效率系數時應考慮光伏板的角度、傳輸損耗和能量轉換損耗[21]。太陽能光伏系統(tǒng)的安裝也是討論的熱點問題之一,即太陽能電池板的最佳位置。根據區(qū)域環(huán)境,照明方向等因素可能對安裝位置有不同的要求。

三、太陽能光伏發(fā)電技術的應用

1.并網逆變器技術

根據直流電源的不同特點,逆變器可分為電流源和電壓源。由于電壓型逆變器結構簡單,控制技術成熟可靠。電壓型逆變器比電流型逆變器效率高。因此,電壓型逆變器通常用于光伏并網系統(tǒng)并網光伏逆變器可分為絕緣型和非絕緣型。根據并網光伏系統(tǒng)的輸入側和輸出側之間是否存在電氣絕緣,并網光伏逆變器可分為工頻絕緣型和高頻絕緣型,這取決于并網光伏逆變器的工作頻率。絕緣變壓器的操作。

在實際應用中,非線性負載廣泛存在于用戶端和網絡端。半波負載和整流橋電路是常見的非線性負載形式。整流橋電路是電力電子器件中最常見的輸入電路形式,也是目前最常見的非線性負載形式。非線性負載造成的最大危害是系統(tǒng)電壓、電流波形的畸變,導致系統(tǒng)輸出波形質量下降。因此,我國現行相關標準明確規(guī)定了并網逆變器輸出波形質量的技術指標。諧波是影響并網逆變器輸出波形質量的兩個關鍵因素。光伏并網逆變器的輸出存在直流注入問題,即并網電流中存在直流分量。近年來,隨著無絕緣并網逆變器的廣泛應用,這一問題造成的危害越來越嚴重,引起了人們的廣泛關注。

在采用非絕緣并網逆變器的光伏系統(tǒng)中,直流分量將直接注入電網,對電網造成嚴重危害,如各級變電站變壓器的直流偏磁。在使用并網逆變器的并網光伏系統(tǒng)中,雖然隔離變壓器可以在一定程度上抑制并網逆變器的輸出直流分量,但磁芯飽和,輸出波形畸變,損耗增大,使用壽命縮短,這也將導致成本的顯著增加,并且直流分量也會損壞變壓器本身。西班牙學者對逆變器輸出直流分量的研究結果表明,光伏逆變器并網電流中仍然存在直流分量。因此,對光伏并網逆變器直流注入的研究具有重要的現實意義。

2.高、低電壓穿越技術

近年來,隨著光伏并網發(fā)電的快速發(fā)展和廣泛應用,光伏發(fā)電在世界能源消費和供電中的比重越來越高。一旦電網出現故障,電網的安全性就越來越高。傳統(tǒng)的高穿透率(在電網中所占比例)的光伏電源斷開,進一步惡化了電網運行,造成嚴重事故,無法滿足電力系統(tǒng)正常運行的要求。中國國家電網公司也頒布了《光伏電站并網技術規(guī)定》,明確規(guī)定當電網出現異常時,以小型光伏電站為負荷,盡快切斷電網;對于大中型光伏電站,應考慮作為電源,具有一定的低壓過流能力,并為系統(tǒng)提供無功功率支持,以維持電網穩(wěn)定。并網逆變器過流技術的研究主要集中在風力發(fā)電的低壓過流方面。到-D。當事故或電力系統(tǒng)中斷導致供電和電網電壓下降時,并網電源能保證在一定的電壓下降范圍和時間間隔內連續(xù)運行(無需接通電網)。本文主要研究大型光伏電站的低壓過流問題。這是因為當電網電壓下降時,作為并網電源接口的并網逆變器由于其電流容量的限制而降低了電網的注入功率。因此,輸入和輸出功率的不平衡將導致直流側過壓。如果直流電壓保持穩(wěn)定,并網逆變器的輸出電流過大,危及電力電子設備的安全。

另外,根據光伏陣列的特性,光伏陣列的輸出功率隨著輸出電壓的增加而降低,直至達到開路電壓,輸出功率為零。因此,目前對光伏并網電源低壓過流的研究主要是為了抑制光伏并網逆變器的過流。與低壓開關相對應的高壓開關技術一直沒有得到足夠的重視。目前,我國的相關規(guī)定主要是離網運行。由于風電一般位于電網末端,電網電壓波動主要由落差引起,交叉口必須以低壓為主因此,一旦電網電壓突然升高,也有必要對光伏并網電源的高壓開關進行研究。

3.無互聯線并聯技術

隨著世界經濟的發(fā)展和電力設備的日益增多,人們對電力系統(tǒng)的功率水平和可靠性提出了越來越高的要求。由于逆變電源功率電平的限制,人們對逆變電源的要求越來越高。單臺逆變器的供電方式已不能滿足大功率、超高功率的要求。因此,重點是通過多個逆變器模塊的并聯運行來提高逆變器的功率水平。逆變器并聯技術不僅是電力系統(tǒng)向大功率發(fā)展的重要手段。同時,它也是從集中式向分布式發(fā)展的關鍵技術。它出現于21世紀初,并在隨后的幾年中得到了迅速的發(fā)展和應用。美國、德國、日本等發(fā)達國家對此進行了深入的研究。

在逆變器并聯的實際應用中,由于逆變器的控制信號線,并聯互聯線已成為逆變器并聯的主要方式,實現了逆變器模塊之間的信息共享。與平行聯絡線相比,無平行聯絡線的平行聯絡線具有冗余度好、可靠性高、容量和維護方便、應用前景廣闊等優(yōu)點。無互聯并聯雖然不能滿足實際應用的要求,但對逆變器并聯技術的發(fā)展和應用具有比并聯互聯更大的價值和意義。

對于并網逆變器,一般認為電網是一種無限理想電源,因此不必考慮并聯控制問題。近年來,隨著并網光伏發(fā)電在世界范圍內的快速發(fā)展和我國的大力推廣,對于運行在電網低壓側的單相并網民用光伏逆變器來說,電網已經不能簡單理想化。此時,并網光伏逆變器可被視為在沒有互聯線路的情況下以并聯模式運行。因此,從這一角度研究光伏并網逆變器的非互聯并聯技術是非常必要的。

三、太陽能光伏發(fā)電技術的應用

1.經濟效益

由于太陽能資源是免費的,隨著科學技術的發(fā)展,整個系統(tǒng)的安裝成本一直在合理的范圍內,太陽能光伏系統(tǒng)的經濟效益非常高。根據仿真結果,分析了光伏發(fā)電日實測發(fā)電量和月實測發(fā)電量,得出了發(fā)電量由低太陽輻射向高太陽輻射的變化規(guī)律。平均日發(fā)電量為31KW,月發(fā)電量為930kw。由于吉林省的環(huán)境因素,一年中每個月的發(fā)電效率都會有顯著差異。通過可用度與月份的關系,得出吉林省光伏發(fā)電效率,年發(fā)電量為8300kw。通過仿真結果、每小時實測和標定的功率光伏輸出、實測和預測的瞬時功率對比、實測和預測的能量光伏輸出,得出電能轉換效率。

2.環(huán)境效益

光伏發(fā)電系統(tǒng)運行期間無廢氣排放,不會影響環(huán)境空氣質量。當沒有廢水時,不會影響水環(huán)境和土壤環(huán)境。本項目無明顯噪聲源,不會影響周邊環(huán)境敏感目標。項目建成后,植被未受到破壞,未使用大型土建工程。不會造成水土流失,不會影響景觀環(huán)境。項目建成后,用電方式不會對生態(tài)環(huán)境造成影響



太陽能光伏發(fā)電目前存在的問題及策略

(一)太陽能光伏發(fā)電目前存在的問題

1.產能相對過剩,引導多晶硅行業(yè)健康發(fā)展,避免行業(yè)過度競爭,促進節(jié)能減排。國家將多晶硅產業(yè)劃分為產能過剩產業(yè),通過經濟和行政手段,堅決遏制多晶硅產能過剩和重復建設的趨勢。中國各地區(qū)和城市正面臨新一輪能源開發(fā)浪潮。100多個城市提出建設新能源基地。2008年,中國多晶硅產能為2萬噸,產量約為4000噸。在建產能約8萬噸,產能明顯過剩。短短兩年,一個高投入、高收益、高門檻的朝陽產業(yè)迅速轉型為產能過剩產業(yè),這再次表明,在中國大工業(yè)時代,我們已經形成了供給不足、大小項目結合、產能過剩的共同產業(yè),淘汰落后的生產能力。

2.中國海外光伏市場和原材料發(fā)展緩慢。目前,太陽能光伏產業(yè)處于上游多晶硅材料和下游國外應用的兩端,98%的國內太陽能電池出口。這相當于國內生產大量能源的短缺。原材料在國外。世界上有四個國家,美國、日本、德國和俄羅斯,能夠生產出優(yōu)質多晶硅。這四個國家都是半導體生產國。中國也可以生產多晶硅,但產業(yè)水平和技術含量不同。在環(huán)境保護的各個方面,能源消耗遠遠落后于國外先進水平,應該說中國沒有特別成熟的企業(yè)。光伏產業(yè)是典型的"國外雙端"產業(yè),意味著我國能源消耗大,污染嚴重。然而,中國清潔能源的產生也是人們質疑光伏產業(yè)的一個重要原因。

2.促進太陽能光伏行業(yè)的發(fā)展對策

在2019年中國光伏發(fā)電高層論壇上,專家一致認為,盡管全球太陽能光伏產業(yè)已進入調整階段,但發(fā)展趨勢不會改變。太陽能產業(yè)是新能源產業(yè)中最具發(fā)展前景的產業(yè)。因此,多晶硅企業(yè)的投產步伐,具有良好的基礎,可以進行調整,實踐內部技能,穩(wěn)定制度,提高質量,減少消費,適應市場變化。

Uluslararas? Enerji Ajans? 2020 raporunda "Güne? elektri?in kral? oluyor" diyor.IEA uzmanlar? ?nümüzdeki 20 y?l i?inde küresel güne? enerjisi üretiminin bugünkünden 8-13 kat daha fazla olaca??n? ?ng?rüyor. Yeni güne? paneli teknolojileri güne? enerjisi endüstrisinin yükseli?ini h?zland?racak. Peki nedir bu yenilikler? Gelin gelece?imizi ?ekillendirecek en son güne? enerjisi teknolojilerine bir g?z atal?m.

Resimler

1. Yüzer Güne? Tarlalar? Arazi Kaplamadan Daha Yüksek Verimlilik Sunuyor

Yüzen fotovoltaikler nispeten eskidir: ilk yüzen güne? enerjisi ?iftlikleri 2000'li y?llar?n sonunda ortaya ??km??t?r. O zamandan bu yana, in?aat prensibi geli?tirildi ve ?imdi bu yeni güne? paneli teknolojisi büyük bir ba?ar? elde etti - ?imdiye kadar, ?zellikle Asya ülkelerinde.

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Yüzer güne? enerjisi ?iftliklerinin temel avantaj?, hemen hemen her su kütlesine kurulabilmeleridir. Yüzen fotovoltaik panellerin maliyeti, benzer boyutlarda kara tabanl? bir kurulumla kar??la?t?r?labilir. Dahas?, PV modüllerinin alt?ndaki su onlar? so?utarak tüm sistem i?in daha yüksek verimlilik sa?lar ve enerji israf?n? en aza indirir. Yüzer güne? panelleri tipik olarak kara tabanl? kurulumlardan yüzde 5-10 oran?nda daha iyi performans g?sterir.

?in, Hindistan ve Güney Kore'de büyük yüzer güne? enerjisi ?iftlikleri var, ancak en büyü?ü ?u anda Singapur'da in?a ediliyor. Bu ülke i?in ger?ekten mant?kl?: o kadar az alana sahip ki hükümet su kaynaklar?n? kullanmak i?in her f?rsat? de?erlendirecektir.

Floatovoltaikler Amerika Birle?ik Devletleri'nde bile ses getirmeye ba?lad?. ABD Ordusu Haziran 2022'de Fort Bragg, Kuzey Carolina'daki Big Muddy G?lü üzerinde yüzen bir ?iftlik kurdu. 1,1 megavatl?k yüzer güne? enerjisi ?iftli?i, enerji depolama i?in 2 megavat-saat kapasiteye sahip. Bu bataryalar elektrik kesintileri s?ras?nda Camp McCall'a gü? sa?layacak.

2. BIPV güne? enerjisi teknolojisi binalar? kendi kendine yetebilir hale getiriyor

Gelecekte, binalara gü? sa?lamak i?in ?at?lara güne? panelleri yerle?tirmeyece?iz - bunlar kendi ba?lar?na enerji jenerat?rleri haline gelecekler. Bina Entegre Fotovoltaik (BIPV) teknolojisi, gelece?in ofisi veya evi i?in elektrik tedarik?isi olacak yap? bile?enleri olarak güne? unsurlar?n? kullanmak üzere tasarlanm??t?r. Sonu? olarak BIPV teknolojisi, bina sahibinin elektrik maliyetlerinden ve ard?ndan güne? paneli montaj sisteminin maliyetinden tasarruf etmesini sa?lar.

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Ancak bu, duvarlar? ve pencereleri panellerle de?i?tirmek ve "?al??ma kutular?" olu?turmakla ilgili de?ildir. Güne? enerjisi unsurunun, insanlar?n ?al??ma ve ya?ama bi?imlerine müdahale etmeden do?al bir ?ekilde entegre edilmesi gerekir. ?rne?in, fotovoltaik cam s?radan bir cam gibi g?rünür, ancak ayn? zamanda güne?ten gelen tüm enerjiyi toplar.

BIPV teknolojisinin ge?mi?i 1970'lere kadar uzansa da, yak?n zamanda patlama yapt?: güne? enerjisi unsurlar? daha eri?ilebilir, verimli ve yayg?n hale geldi. Bu trendi takip eden baz? ofis binas? sahipleri, PV bile?enlerini mevcut binalar?na entegre etmeye ba?lam??t?r. Bu, bina uygulamal? fotovoltaik olarak bilinmektedir. En gü?lü BIPV güne? paneli sistemlerine sahip binalar? in?a etmek giri?imciler aras?nda bir yar??ma haline bile geldi. A??k?as?, i?letmeniz ne kadar ?evreci olursa, imaj? da o kadar iyi olur. G?rünü?e g?re Asia Clean Capital (ACC), ?in'in do?usundaki bir tersanede kurdu?u 19MW kurulu kapasitesiyle bu ?dülü kazand?.

3. Güne? panelleri, panelleri reklam alan?na d?nü?türüyor

Solar kaplamalar temelde güne? panellerinin etraf?n? sararak modüllerin verimliliklerini korumalar?n? ve üzerlerinde herhangi bir ?eyi g?rüntülemelerini sa?lar. ?at?n?zdaki veya duvarlar?n?zdaki güne? panellerinin g?rünümünden ho?lanm?yorsan?z, bu yeni RV teknolojisi onlar? gizlemenizi sa?lar - sadece ?at? kiremitleri veya ?im gibi do?ru ?zel g?rüntüyü se?in.

G?rüntüler

Yeni teknoloji sadece estetikle ilgili de?il, ayn? zamanda karla da ilgili: ?irketler güne? paneli sistemlerini reklam afi?lerine d?nü?türebilirler. Kaplamalar, ?rne?in ?irket logosunu veya piyasadaki yeni bir ürünü g?sterecek ?ekilde ?zelle?tirilebilir. Dahas?, solar kaplamalar size modüllerinizin performans?n? izleme se?ene?i sunar. Dezavantaj? ise maliyet: ince film güne? panellerinde, güne? paneli fiyat?na ek olarak yüzde 10 daha fazla ?deme yapman?z gerekiyor. Ancak güne? panelleri teknolojisi geli?tik?e fiyatlar?n daha da dü?mesini bekleyebiliriz.

4. Güne? Kuma?lar? Ti??rtünüzün Cep Telefonunuzu ?arj Etmesini Sa?layabilir

En son güne? enerjisi yeniliklerinin ?o?u Asya'dan geliyor. Bu nedenle Japon mühendislerin güne? enerjili kuma?lar?n geli?tirilmesinden sorumlu olmas? ?a??rt?c? de?il. Art?k güne? pillerini binalara entegre etti?imize g?re, neden ayn?s?n? kuma?lar i?in de yapmayal?m? Solar kuma?lar giysi, ?ad?r, perde yap?m?nda kullan?labilir: t?pk? paneller gibi, güne? radyasyonunu yakalar ve ondan elektrik üretir.

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Solar kuma?lar?n kullan?m olanaklar? sonsuzdur!