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“一帶一路”新能源太陽能電池板能源如何進行儲存?

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“一帶一路”新能源太陽能電池板能源如何進行儲存?

發布日期:2019-06-19 00:00 來源:http://www.xyauqm.live 點擊:

       太陽能電池板(Solar panel)是通過吸收太陽光,將太陽輻射能通過光電效應或者光化學效應直接或間接轉換成電能的裝置,大部分太陽能電池板的主要材料為“硅”,但因制作成本較大,以至于它普遍地使用還有一定的局限。相對于普通電池和可循環充電電池來說,太陽能電池板屬于更節能環保的綠色產品。

  太陽能電池板的光電轉換效率

  太陽能電池板的光電轉換效率用η表示,它的含義是太陽能電池板的入射輸出功率與照射到電池上的入射光的功率之比。

  太陽能電池板的光電轉換效率,主要與它的結構、P-N 結特性、材料性質、電池的工作溫度、放射性粒子輻射損壞和環境變化等因素有關。材料的禁帶寬度直接影響光生電流,即短路電流的大小。由于太陽輻射中光子能量大小不一,只有那些能量比禁帶寬度大的光子才能在半導體中產生電子-空穴對,從而形成光生電流。所以,材料禁帶寬度小,小于它的光子數量就多,獲得的短路電流就大。反之,禁帶寬度大,大于它的光子數量就少,短路電流就小。但禁帶寬度太小也不合適,因為能量大于禁帶寬度的光子在激發出電子空穴對后剩余的能量會轉變為熱能,從而降低了光子能量的利用率。再有,禁帶寬度又直接影響開路電壓的大小。而開路電壓的大小與P-N結反向飽和電流的大小成反比。禁帶寬度越大,反向飽和電流越小,開路電壓越高。計算表明,在大氣質量為AM1.5的條件下測試,單晶硅太陽電池的理論轉換效率可達33%;目前實際商品化的常規單晶硅太陽能電池板的轉換效率一般為18%~21%;多晶硅太陽能電池板的轉換效率為15%~18%。

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  溫度對太陽能電池板輸出性能的影響

  溫度的變化顯著地改變太陽電池的輸出性能。由半導體物理理論可知,載流子的擴散系數隨溫度的升高而有所增大,因此,光生電流IL也隨溫度的升高有所增加。但1o隨溫度的升高呈指數增大,因而V。隨溫度升高急劇下降。當溫度升高時,1V曲線形態改變,填充因子下降故光電轉換效率隨溫度的增加而下降。

  能源都是儲存起來的,或是在特定的地域,或是以更大的規模(如太陽能),存儲的能量可以按照需求開采使用。能源又區分為一次與二次。一次能源是指早就“自然”存在的化石能源,對此我們只需支付開采費用。而二次能源則是指人造的能源,為此不但需要支付開采費用,還需支付存儲費用。

  電力是高品質、潔凈的二次能源,比其他類型的動力更為通用,并能高效地轉換為其他形式,諸如能以近乎100%的效率轉換為機械能或者熱能。然而,熱能、機械能卻不能以如此高的效率轉換為電能。

  電力的缺點是不易大規模儲存,或者說電能儲存的代價不菲。姑且不說輸配電及用電損耗的話,對于幾乎所有在使用的電能,其耗電量即為發電量。這對于傳統電廠并無困難,不過是其燃料消耗量隨著負載需求而連續變化。但對光伏發電和風力發電等間隙性電源,就不能隨時、全時滿足負荷需求。因此,儲能成為必備的特征以配合這類發電系統,尤其對獨立光伏發電系統和離網型風架而言。對于并網光伏系統等儲能,它能夠顯著改善負荷的可用性,而且對電力系統的能量管理、安全穩定運行、電能質量控制等均有重要意義。

  近年來,隨著光伏發電、風力發電設備制造成本大幅度降低,將其大規模接人電網成為一種發展潮流,使得電力系統給原本就薄弱的電力存取環節帶來更大挑戰。眾所周知,電能在“發、輸、供、用”運行過程中,必須在時空兩方面都要達到“瞬態平衡”。如果出現局部失衡就會引起電能質量問題,即閃變,“瞬態激烈”失衡還會帶來災難性事故,并可能引起電力系統的解列和大面積停電事故。要保障公共電網安全、經濟和可靠運行,就必須在電力系統的關鍵節點上建立強有力的“電能存取”單元(儲能系統)對系統進行支撐.

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  儲能的應用有諸多方面,首先是在電力系統方面的應用,包括發電系統,輔助服務、電網應用、用戶端及可再生能源發電并網。另外,在電動汽車、軌道交通、UPS電源、電動工具以及電子產品等多有應用。本章內容主要針對獨立與并網光伏發電系統的儲能展開。

  對于儲能在整合光伏發電、風力發電并網方面,可以發揮如下作用:①頻率調節:②電網故障恢復;③電壓調節;④電能質量的維護與改善

  隨著微電網的光伏發電、風力發電等可再生能源滲透率的提高,為了滿足微電網的設計要求,在并網或離網情況下實現功率平衡,電壓頻率正常,需配備一定的儲能系統,以平衡可再生能源隨機波動,改善電能質量及維持系統穩定。分布式電源和儲能系統配置比例及協調控制,是決定微電網能否正常、穩定、高效、經濟運行的關鍵。

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