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光伏产业的优缺点范文1
关键词：太阳能；光伏发电技术；应用
中图分类号：TK511文献标识码： A
一、太阳能光伏发电的优缺点
1、太阳能光伏发电的优点
与火力发电系统相比，太阳能光伏发电的优点主要是：从环境效益上说，太阳能光伏发电污染排放少，不会有资源枯竭的危险，使用者心理上更容易接受，符合现代人绿色环保的能源理念。从经济效益上说，太阳能光伏发电能源质量，不需要消耗燃料、不受地域限制，设施一旦投放，即可就地发电，经济效益显著。从技术角度而言，太阳能光伏发电技术已经日趋成熟，无机械传动部件，操作、维护简单，运行稳定可靠，一套光伏发电系统只要有太阳能电池组件就能发电，加之自动控制技术的广泛采用，维护成本低。
2、太阳能光伏发电的缺点
从环境效益上来说，光伏生产最重要的一个环节就是多晶硅的生产。多晶硅行业是个重污染的行业，国内尾气回收工艺不尽完善，晶硅副产品是四化硅是高毒物质，倾倒或掩埋四氯化硅将造成寸草不生土地几百年都无法使用等巨大的环境风险。
从经济效益上来说，虽然太阳能光伏一点投入使用后便会产生巨大的经济效益，但是在前期投入上，投入成本仍然是巨大的。他能量密度低、需要占用大量的土地资源，且受气候因素和地理位置的影响较大。再者，太阳能电池组件成本高昂，目前仍然达不到将其进行民用普及的水平。
从技术角度来说，目前太阳能光伏技术已经日趋成熟，但是目前太阳能电池生产成本迟迟不能降下来也可以说是一个技术难度。为了降低成本，现在普遍采用多晶硅代替电池中的单晶硅。多晶硅材料制备的新技术、快速掺杂表面处理技术、提高硅片质量等是当前的主要技术问题。
二、太阳能光伏发电产业存在的一些问题
1、太阳能光伏发电并网问题
未来太阳能能源肯定是重要的能源供应来源，当光伏发电在电网电源中的比例达到一定规模时，必须考虑其对电网电压频率控制的影响，必须对光伏电站进行科学合理的调度运行控制。光伏发电的大规模接入增加了电网的安全稳定控制难度，如何利用光伏发电并网智能化技术提高电网安全稳定水平是突破的重点之一。
2、光伏产业盲目扩张，产业和市场不对等，不利于行业健康发展
过去几年内，我国光伏产业界抓住欧美国家光伏市场的快速增长的机遇，利用国内人力和资源成本较低的比较优势，实现了迅速起步与发展壮大。但受全球光伏产业的产能迅速扩张以及金融危机影响，未来世界光伏市场将呈现供过于求的趋势，使光伏产业面临大规模洗牌。最近我国光伏企业已普遍停止扩产、削减产量。在这个洗牌过程中，利润率最高的环节也将逐渐转向下游的光伏发电运营业，使得出售光伏电力比出售光伏组件和系统具有更长远稳定的回报，这也是传统光伏产业界(光伏设备制造业)日益重视、极力呼吁启动国内光伏市场的根本原因。光伏产业没有形成一个权威机构管制，缺少长远发展规划实践，相关技术人才匮乏，研究力量薄弱，高端实验设施落后。
三、太阳能光伏发电技术的具体应用
1、独立光伏发电系统的建立
独立光伏发电系统由于不与公共电网相连接，因此其建设地点一般选在与电网隔离的偏远地区，比如海岛、移动通讯站及边防哨所等。储能元件是独立光伏发电系统中不可缺少的，这是由于太阳能发电一般选择在白天，然而负荷用电是全天24h实施，这就需要在光伏系统中设置必要的储能元件。在气象环境影响下，其供电可靠性很难得到保障，然而对于偏远无电地区而言这一系统的建立已然产生十分重要的社会价值。
2、光伏建筑一体化应用
关于光伏建筑的一体化应用主要表现为两个方面：通过在建筑物屋顶安装光伏器件的方式实现电网与光伏阵列的并联，进而构成光伏建筑一体化系统；通过建筑和光伏器件集成化的方式于屋顶位置设置光伏电池板，利用光伏玻璃幕墙替代原有幕墙，提高墙面积屋顶的太阳能吸收量，这就同时实现了建材功能与发电功能，是对光伏发电成本的有效控制。与此同时，在墙体外饰材料研究方面也出现了全新的彩色光伏模块，这在充分利用太阳能光伏发电原理的同时也使得建筑物外观更具美学欣赏价值。
3、混合型光伏发电系统的构建
所谓的混合型光伏发电系统是将多种发电方式相互融合并应用于光伏发电系统的过程，混合型光伏发电系统的构建旨在发挥不同发电模式的技术优势，扬长避短，从而更加有效地提高电能的利用率。例如光伏发电经常会受到天气状况的影响，在冬季风力较大地区，就可通过光伏发电和风力发电的混合模式，尽可能减少天气变化对发电系统的影响，进而达到控制负载发电率的目的。
4、光伏发电在LED照明中的应用
作为半导体材料制作而成的组件，LED与光伏发电的结合可实现电能至光能的转化。这一半导体照明技术不仅有着环保、节能、高效的技术优势，并且照明周期较长，且易于维护。光伏发电在LED照明系统中的应用突出了光生伏特效应的技术原理，通过太阳能电池实现对太阳能至电能的转化，再借助LED照明系统将其转化为最终的光能。由于LED照明和光伏发电技术同是直流电，因此转化过程并不需要借助变频器，这明显提高了整个过程的执行效率。除此之外，在可充放蓄电池的辅助下，光伏发电在LED照明中的技术优势必将更加突出。
四、太阳能光伏发电产业未来发展方向
1、未来太阳能光伏发电产业一定会成本，使之普及开来
太阳作为一种高效环保的绿色能在未来一定会得到光伏的应用。通过加大资金投入和政策扶持力度和企业的创新研发力度，一定能够降低光伏发电系统成本。现阶段光伏技术最关键的问题，就是要提高电池效率和降低成本。通过采用更先进的电子器件及高效模块降低特定系统平衡成本；通过高效的生产方案、通用型材料的增用以及新蓄电池的观念等手段降低电池成本；通过引进先进封装技术及提高电池工作效率来降低特定模块的生产成本。最后，通过降低电池成本一定会降低太阳能光伏发电的整体成本。
2、未来民用太阳能光伏发电将大行其道
当太阳能光伏生产的整体成本降低之后，未来的民用太阳能产业一定会大行其道，将在通信和工业应用、农村和偏远地区得到广泛应用。太阳能光伏建筑一体化亦是未来的一个发展趋势，对于城市而言可以有效节约土地资源，提升高层建筑利用率。西部地区太阳能资源丰富地区农村光伏发电站的建设可以与风能发电系统互补满足农村基本用电要求。另外太阳能庭院灯，太阳能路灯等都将为家庭和市政建设节约能源。
太阳能光伏发电是一种清洁能源，零排放、无污染，且其技术日趋成熟、成本不断下降，已经适合规模应用，今后，太阳能光伏发电必将在公共建筑或民用建筑中广泛应用，光伏发电也将成为我国的一种常规能源。
结束语
综上所述，在现有技术的基础上，生产企业必须深入的加快研发节奏，降低生产成本，提高产品质量。政府方面更加需要推进绿色能源普及使用的进程，制定强有力的产业政策和法规条文，保障光伏产业的发展。伴随着人民环保意识的增强，我们相信在市场改革和政府政策的联动作用下，我国的光伏发产业必定能稳步健康发展。
参考文献
[1]柴亚盼.光伏发电系统发电效率研究[D].北京交通大学,2014.
[2]熊静.光伏并网发电系统的研究[D].南京理工大学,2014.
光伏产业的优缺点范文2
【关键词】风电场 光伏电站 风光互补
随着经济迅猛发展，对能源的需求量越来越大，有限的能源储藏量和无限增长的能源需求量造成了能源供需之间存在严重的不平衡。资源的过度开发，使得生态环境受到严重的破坏，传统能源严重短缺，能源争夺的问题愈演愈烈。新能源的开发和利用，全球能源发展的大势所趋，是缓解能源供需压力的有效途径。相对于传统能源来说，风能、太阳能作为可再生能源，发展潜力巨大，综合效益高。如今，大力开发新能源，重视风能、太阳能的开发和利用，能为全球能源领域的研究重点和热点。
新能源产业的发展受到国家的高度关注，并颁发了一系列的政策法规对新能源产业的发展给予大力的支持，为新能源的开发和利用提供政策和资金保障。近年来，我国的风电场和光伏电站发展迅速，规模和容量不断扩大，使我国新能源产业进入了一个全新的发展阶段。风能和光能发电随机性强，而且具有明显的间歇性特点，因此在稳定性和安全性方面比传统能源难度更大，要求更高。风电场与光伏电站的并网，给电网调度以及电网安全方面带来了很大的压力，为电网送点质量和功率平稳性带来了明显的冲击。
1 风电和光伏发电的运行特点
风电场中的风电机组的运行是利用流经的风能进行发电，因为风能的随机性和不稳定性，加上空气密度、桨距角的变化使得输出功率的平衡性难以得到保证。风速的变化对输出功率的影响最大，而且随机性强，这是导致风机输出公路变化频繁的主要愿意。同时，外部原因，如塔影效应、偏航误差和风剪切等因素，等风机的叶轮转动造成影响，转矩的频繁变化造成风机输出功率不稳定。可以说无论是哪种因素引起的风机输出功率的波动，都会影响电压的稳定性，使电压处于频繁波的状态。
光伏发电是将太阳光能运用半导体界面进行转变使其转换为电能。但是光伏发电稳定性不高，调节能力薄弱，气候条件是影响光伏发电电量的主要因素，特别是夜晚或者阴雨天气的条件下，发电量很少甚至不发电。实施并网为了有效增加风电场与光伏电站的容量，促进新能源产业的发展，然而在并网的过程中将二者有机的结合，既保证发电量能够不断增加，同时又要注意保持电网运行的安全性和稳定性，这是并网急需解决的或者重点问题。风电具有随机性大的特点，风力大小变化使得出电量也随之不断变化，而光伏受昼夜以及气候影响很大，即使是多云的天气，光伏出电量也是时有时无，或多或少。由此可见，无论是风电还是光伏发电都具有多变性，而这一特性又造成了对电网冲击的频繁变化，由此带来的最直接的影响就是电压波动性大而频繁。当电网发生故障时，无论是直驱风机还是逆变器都存在低电压穿越的过程，无法提供充足的无功，这样就会造成电网系统电压在较长一段时间内跌幅震荡，从而容易造成大面积脱网事故的发生。为了有效的解决这一问题，目前最好的方法就是利用无功功率补偿器对电网进行无功补偿，以实现风电场与光伏电站的有机结合。
2 呼伦贝尔风能和太阳能的分布与开发
内蒙古呼伦贝尔属于温带季风气候，全年季风气候时间可长达六千小时以上，平均风速也在每秒三米以上，满足风力发电对于风力连续性以及风速的要求。特别是冬季较之我国其它地区都要长，受来自于西伯利亚寒流的直接影响，在强冷空气的冲击下，会产生持续的强劲的风力，由此产出丰富的风力资源，而且风能密度高。风能发电有效的减少了不可再生能源的供应压力，而且具有持续性高，绿色环保的特点。呼伦贝尔凭借得天独厚的风力资源和太阳能资源条件（见下表1），只要开发利用得当，能够有效的缓解传统能源供需压力，解决生产和生活中能源短缺的问题。
3 风电对电网的影响
在内蒙古地区，风电的反调峰特性表现非常明显，在夏季，气候干燥炎热，农田灌溉、畜牧养殖、居民生活用电负荷大幅度增加，属于用电负荷的高峰期，而在此季节，风力条件处于年度的低谷期，风力发电量在年度发电量中所占比例很小。在冬春季节，用电负荷相对于夏季明显减少，而此期间又是风力资源丰富的时期，特别是冬季受西伯利亚寒流的劲风影响，风力较大，持续时间也较长，春季受暖湿气流的影响，气温逐渐回升，多刮东南风。受季节气候条件的影响，风电的反调峰特性显现，参见下图1：
在内蒙古风电机组并网的过程中，电网系统的安全性和稳定性面临着冲击，特别是在系统联络线以及调峰方面，困难较大。在冬季，供热机组的调峰相对薄弱，随着峰谷差的不断拉开，电网负荷的调整面临的压力也越来越大。风电并网的不断推进，也逐渐有新的问题显现出来：
（1）对电网联络的影响。风电场的并网虽然在一定程度上使容量增加，但是其所特有的不稳定性特点对电网联络线运行的稳定性和安全性会有一定程度的影响。随着运行方式的变化，风电出力的上下波动带动了联络线传输功率也随之波动，联络线很容易发生过载的情况，对电网联络稳定性的影响会越发明显。
（2）对电网调峰的影响。随着风电并网的进行，容量大量增加，相应的电网系统的备用容量就需要随之增加，以免在突然没风的情况下风机大面积发展脱网的情况对系统造成显著的影响。如果在用电负荷较低的情况下，为了防止风电突然大发对系统频率的影响，就需要将部分机组的运行情况进行调整或者停止，因此，电网系统对于风电的反调峰的应对措施从根本上来看是以牺牲其稳定性为代价的。
（3）影响电网故障的发生率。风电机组数量的不断增加，并网的不断推进，风电运行中所具有的不确定因素对于电网系统的整体安全增加了一些不确定的安全威胁，使电网故障率增加。同时，当电网发生故障时，因为动作行为不能做到快速统一，不仅容易造成保护动作的误操作，严重的还会使故障加重。
（4）对电网电压的影响。风电机组在并网的过程中需要吸收电网系统的无功功率作为支持，从而导致电网电压的突然降低，而在脱网的过程中又会造成电压的突然升高，这就需要对电压进行科学合理的控制和调整，以争取最大程度上保持电压的稳定，从而保证电网运行的稳定性。从呼伦贝尔现有投产运行的风电机组来看，在对动态电压的控制方面的技术还不够成熟，无功支持不充分必然会在并网过程中吸收大量的无功功率，对电网电压的稳定性造成严重影响。
4 风光互补的可行性和优越性
4.1 光伏发电的优缺点分析
光伏发电的优点在于资源的无限性和可再生性，取之不尽用之不竭，同时使用起来安全性和可靠性高，没有噪声污染而且绿色环保。同时光伏发电与传统能源发电相比不收资源分布空间的限制，可使用范围广泛，不需要消耗其它的燃料能源。光伏发电在工程项目的建设上相对建设周期短，能够很快的投入运行。其缺点在于在能力分布需要占用大面积，分布密度相对小得多，能源量受季节、气候、天气情况、昼夜交替等因素的直接影响，具有不确定性，成本投入上相对较高。
4.2 风光互补的可行性分析
4.2.1 运行成本低，经济性好
近年来，随着内蒙牧区经济的不断发展，牧民生活水平逐年提高，牧民用电量也与日俱增，而作为容量更大、发电更为方便的“风光互补”发电设备，是将风能资源、太阳能资源进行优势互换，具有清洁环保的作用，是一种较之以前的老式风力发电设备更为充足的照明系统，受到牧民们普遍青睐。同时，风电和光电系统在蓄电池组和逆变环节是可以通用的，所以风光互补发电系统的造价可以降低，系统成本趋于合理。实施风光互补，使电力设施占用的土地得到更加高效的利用，减少了土地资源的浪费，而且在生产运行的过程中不会对环境造成污染，更不会有废弃物的排放，符合现代节能减排，绿色环保的主题要求。同时，设备兼容性好，二者对站内很多设备能够共同使用，不仅有效的节省了设备方面的成本投入，而且使已有的设备利用率大大提高，真正的做到高效、节约。2014年，内蒙古大唐风电风光互补电场总发电量为14021.061万kWh，风机9829.837万kWh，光伏4191.224万kWh；上网电量为13857.034万kWh，风机上网电量为9714.842万kWh，光伏上网电量为4142.192万kWh；综合场用电量为189.36万kWh，站用电量为60.515万kWh：风机设备可利用率为98.68%，光伏设备可利用率为99.23%。其中，风机上网电价为O.51元kWh，光伏上网电价为1.15元/kWh。截止2014年12月底，公司全年累计完成利润总额1283万元，投资收益率高达11.660%，明显高于中国华电集团公司要求新能源项目进入运营期达到8%的收益率标准。以上分析表明，风电场配以适当的光伏容量，不但增加了供电的可靠性和稳定性，而且经济效益十分显著，风光互补并网发电的模式应该得到更加广泛的推广。风光互补电场的建设不但充分利用了当地的风能、光伏资源，还改善了当地的环境状况，减少了沙尘对环境的危害，且在增加地方税收，促进就业等方面也带动了地方社会经济的发展。风光互补发电系统是科学利用自然资源的新成果，它有如下诸多优势。利用风能、太阳能的互补性，可弥补单一风电和光伏发电系统的不足，使供电的稳定性、持续性和可靠性得到保障。对混合发电系统进行合理的设计和匹配，基本能够实现连续供电，可获得较好的社会效益和经济效益。风力发电和光伏发电可以实现高低空结合，共用部分道路、设施及建筑，达到集约利用土地的效果。由于共用部分道路、配电设备及建筑，工程造价明显降低。共用一批管理人员和工程技术人员，提高劳动效率，降低运行成本。风光互补的模式不仅占用耕地利用率提高、没有污染，而且能共用站内部分设备使运行成本低，真正实现了“1+1=1”节约模式。
4.2.2 互补效果好
呼伦贝尔地域广阔，白天光照强，到了夜间多风。在夏季和秋季，虽然少风，但是太阳光线强，日照好，光能资源相对丰富。而在冬春季节以多风天气为主，风力大，持续时间长，相对风力资源更为丰富。风能光能正好实现了良好的优势互补，补充了各自单独运行的不足，更减少了单独运行对整个电网系统的不利影响。随着内蒙古地区电力事业的不断发展，风电技术和光伏技术的不断开发与更新，如今已经建立起风电功率预测系统和能量管理平台，相应的光伏预测和能力管理平台也将建设起来。二者的互补不仅有效的提高资源的利用率，有效的缓解了原有电网系统的供电压力，并对维护电网稳定性和可靠性具有重要的作用。
4.2.3 国家政策的扶持
风电和光伏发电都具有绿色环保，而且作为可再生资源，极大的缓解传统能源供应的压力，也正因为如此，国家无论在政策上还是资金上，都在发展风电和光伏发电方面加大了支持力度。颁发了一系列的政策、法规为新能源的开发和利用提供保障，并在资金方面给予一定的补贴，将开发新能源，发展风电和光伏发电作为重要课题来抓，发展前景十分广阔。
5 结语
新能源的开发利用为人类社会的发展对能源的需求提供了有效的补充，同时也满足节能环保的绿色主题。呼伦贝尔地区以其得天独厚的地理条件，在风电和光伏发电方面具有明显的优势。随着电网的建设和发展，风电互补必将成为今后的电力行业的发展方向，使内蒙地区的资源优势得到充分的利用和发挥。
参考文献：
[1]江苏省现代电力无功控制工程技术研究中心.现代电力无功控制技术与设备[M].北京：中国电力出版社，2012.
光伏产业的优缺点范文3
关键词:建筑幕墙:太阳能光伏组件:发电量:装饰效果:建筑功能
中图分类号:1u767
文献标识码:B
文章编号:1008-0422(2010)07-0196-03
1 前言
建筑耗能占全部能耗领域在三分之一以上,如何降低建筑物能耗指标成为节能减排和可再生能源的重要课题,而将节能减排和可再生能源两者结合一起应用到建筑物上当数建筑幕墙是最恰当的选择。建筑幕墙是建筑物护体之一,是建筑物室内与室外的屏障,它的保温性能好坏,是整个建筑物的关键,做好了它的保温隔热工作,是做好了节能的重要组成部分:建筑幕墙因完全暴露阳光下,接受太阳光的直射,因此如何利用建筑采集太阳能发电,是可再生能源在建筑物外墙利用的重要课题之一,随着中国的建筑幕墙由90年代年产量500.600万m2,迅速增长到现在5000-6000万m2,目前还在以10-20%速度增长,如果我国能够在这个数量基础上推广使用10%左右光电幕墙,全国每年大约将有500-600万m2光电幕墙产生,年产电能约50-70亿KWH,相当于5-10座中型火力发电站,可以减排Co2约30万t,按此推算,如果国家按十发展太阳能产业,它将在我国的绿色、环保、节能方面产生巨大的社会效益。还有在建筑幕墙推广太阳能发电是充分利用立体空间,建筑外壳能为光伏发电提供足够的面积,不需要占用昂贵的土地资源,不需要专项投资电厂(如火力发电站),可在原地发电、原地使用,减少电力输送的线路损耗及线路架设成本等。怎样让光电幕墙在建筑物上真正做到清洁、完美、使人赏心悦目,容易被专业建筑师、用户和公众接受,真正实现大面积推广光伏发电与建筑一体化工程,也就是本篇文章所要讨论的重点。
2 光伏组件在建筑物应用的现状
2.1 太阳能电池的分类和性能。太阳能电池片经过加工后的产品就是光伏组件,太阳能电池按基本材料分为:晶体硅太阳能电池,非晶硅太阳能电池,微晶硅太阳能电池。硒光电池,化合物太阳能电池,有机半导体太阳能电池等,目前在建筑物使用的主要是晶体硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池,晶体硅电池又分为单晶硅和多晶硅电池,非晶硅电池又分为单结、双结和多结电池。性能方面晶体硅电池电能转换率可达12-17%,但品种和颜色单一,可加工性差,弱光下不能发电,低纬度地区不适宜选择:非晶硅电池转换率较差,只有7-10%,但可加工性好,对弱光和散射光适应度高,适宜在低纬度地区和阴湿天气较多地区选用(如湖南、湖北、江西等地区)。晶体硅太阳能电池与非晶硅太阳能电池的性能比较如表1。
非晶硅电池主要特点如下:
经过美国的Uni-soIar system LLC,EnergyphotovoItaic corp,日本的kanekt corp,荷能源研究所等权威机构证实,同样功率的晶体硅和非晶硅太阳能电池阵列,非晶硅太阳电池比主要硅电池发电量多约10%,如(图1)所示更强的弱光响应:非晶硅电池在低光照射条件下,如阳光不太强的早晨、傍晚、阴天以及临近建筑物遮挡,也能有稳定电力输出。吸收光谱可见光范围广,如(图2)所示。
更优异的高温性能:当电池的工作温度升高时,两种电池都会出现Pm下降的情况,但下降幅度是不同的。它们都可以用下面公式进行计算:
Pmeffec=Pmx[1+a(T-25℃)]
其中:Pmeffec,--为电池组件在T温度工作时(AM).5,1000W/m2l的最大输出功率;Pm――为电池组件在25℃,标准测试条件下(AM).5。1000W/m2)的最大输出功率;a――为电池组件的功率温度系数(非晶硅太阳电池最佳输出功率Pm的温度系数约为-0.19%,单晶硅、多晶硅电池最佳输出功率Pm的温度系数约为-0.5%)。
举例说明:如果两种电池的Pm都是1000W,都在60~C的温度下工作,这时晶硅电池的Pm降到825W,非晶硅电池的Pm降到933.5W。非晶硅电池多发电108.SW。相当于多发电13.2%。
视觉效果好:颜色均匀,投影柔和(图3,左图为晶硅电池,右图为非晶硅电池)由于晶体硅电池板成块状且不透光,影响着室内的采光和室外的立面视觉,很难在建筑物外立面广泛推广,目前在采光顶上有些应用,但从上图可以看出非晶硅电池板有着视觉效果好用于大楼的立面也容易让建筑师和人们所接受,相信大面积推广应用有着广泛的市场。遮挡会降低太阳能电池发电功率:太阳能电池与建筑相结合,有时不可避免的会受到遮挡・遮挡对于晶体硅太阳能电池发电量影响很大,对于非晶硅的影响会小得多。一块晶体硅太阳能电池组件被遮挡了1/10的面积,功率损失将达到50%;而非晶硅受到同样的遮挡,功率损失只有10%。因此,如果太阳电池不可避免的会被遮挡,应当尽量选用非晶硅电池。非晶硅电池更经济:非晶硅组件的厚度为3um,轻便和节省,适合未来建筑一体化发展的需要:晶体硅电池的厚度为300um,制作加工成幕墙组件比较困难,不易封装,成品率低,还有非晶硅太阳能电池原料丰富,使用量少,价格只有晶体硅一半左右。
2.2 太阳能建筑光伏组件的分类应用比较。太阳能光伏组件按太阳能电池的类型可分为晶体硅太阳能光伏组件和非晶硅太阳能光伏组件,晶体硅太阳能光伏组件(见图5),主要应用电站屋顶和不需要采光的外墙面,由于晶体硅电池片不透光,颜色单一,为了采光将电池片呈方阵排列,电池片之间留一定间隙。就像立面上打了很多小补丁。从建筑美观角度来说,晶体硅的光线不柔和,影像也不太美观,见图6所示。
但晶体硅光伏组件用于采光顶(图7),是有它的独特优势,既可遮阳,而且电池片发电转换率高。
非晶硅太阳能光伏组件,由于非晶硅电池片具有可多样性加工,可通过激光加工成点状、布纹状等,还可根据透光率高低,来确定点状密度、布纹状疏稀度等,另外非晶硅电池片具有可切片的优点,可将非晶硅电池片裁成一条条窄片,通过加工嵌入中空玻璃内腔中,形成百叶窗状,如图8、图9所示,还可将百叶状角度调整与不同纬度地区太阳结交成垂直而提高太阳能转换率,中空玻璃具有保温节能作用,百叶片状能阻止太阳光直射而产生的辐射热,进步一步达到节能效果,又不影响室内采光,又不影响外立面装饰效果。
下面再通过两组图(图10、图11)对比两种不同类型电池片组件视觉效果,我们很容易体会到采用硅晶体电池片的光电幕墙很难推广的原因及BIPV(光伏与建筑一体化)工程很难在建筑幕墙大面积应用的原因・置百叶式太阳能电池片中空玻璃的创新(已申请实用新型专利)将是太阳能光伏发电与建筑幕墙一体化工程大面积应用里程碑。
光伏产业的优缺点范文4
关键词：聚光跟踪器太阳能 新型能源
中图分类号： TK511 文献标识码： A
一、课题背景
（一）1.能源现状及未来发展
能源是人类赖以生存的基础，人类正面临着石油和煤炭等矿物燃料枯竭的严重威胁以及利用能源时可能对环境造成较大程度的破坏的现状。包括太阳能在内的可再生资源将会越来越受到人们的重视。太阳能作为一种新型能源具有储量无限、普遍存在、利用清洁、使用经济等优点，太阳能也成为人类大量使用的新型能源之一。
2.目前太阳能热水器的开发及利用
在太阳能产业的发展中，太阳能热水器的热利用转换技术无疑是最为成熟的，其产业化进程也较光伏电池、太阳能发电等产业领先一步。目前，世界各国都争相开发利用太阳能产品，不仅仅局限于工业生产，在现代家庭中也得到了应用。家庭应用太阳能中，以太阳能热水器最为普遍。根据《家用太阳能热水系统技术条件》的要求，日太阳辐射量大于16MJ/㎡的情况下才能检测太阳能热水系统的热性能，一般良好的天气情况下，日辐照量应该可以满足要求，但在多云的天气和冬季的情况下，太阳辐射强度会弱，不易满足标准要求，难以进行热性能的检测。当太阳光线与太阳能集热板成90度时，热水器可达到最大利用率。由此引发我们的思考：我国幅员辽阔各地纬度差较大，太阳高度差别也大，而生产出来的太阳能热水器与水平面夹角是固定的，这就使当前的一系列太阳能设备对太阳能的利用率不高。
（二）课题研究的目的
本项目致力于研究聚光法检测太阳能热水系统热性能，制订出方法标准，同时开发一种聚光跟踪型测试平台用以支撑此方法标准。该测试平台的原理是用平面反射镜取代传统的抛物面槽式聚光系统，将“线聚焦”改为“面聚焦”提高聚光倍率，再加上简单有效的手动和自动光跟踪系统，从而大大提升太阳能热水系统热性能的全年可检测能力。
（三）论文研究的内容
由于太阳相对于聚光跟踪型检测平台的位置时刻都在改变，这就要求测试平台不断改变自身的方位，实时保持太阳处于测试平台的平面反射镜上，即始终对准太阳，同时采用跟踪系统，以有限的接受面积捕获尽可能多的太阳辐射能。论文主要内容包括：
跟踪控制系统跟踪策略的制定；
(2) 跟踪控制系统相关软件硬件的设计；此外跟踪系统还包括支撑机构，减速机构等内容，但均属于机械结构研究的领域。跟踪控制的实现及其跟踪效果的检验对设备要求较高。
（四）论文研究的意义
由于太阳能本身廉价、清洁、安全、资源丰富以及应用范围广泛的特点，就成就了太阳在今后以至于很长一段时间内将成为能源领域的主流地位，考虑到太阳能同时存在着能量密度低、受天气影响大利用率低下的缺点，就对本论文的设计提出更高的要求，要尽可能提高太阳能的采集及利用率。
二、跟踪系统的介绍
实现跟踪有两种方式：手动跟踪和自动跟踪。手动跟踪精度低，且只能间歇进行；而自动跟踪可实现实时跟踪，但系统复杂，造价高。当然采用自动跟踪系统可以大幅提高太阳能接收装置的接收效率，因此自动跟踪系统在太阳能的工程应用中越来越受重视。
本研究中的跟踪控制系统采用传感器定位和太阳运行轨迹定位相结合的方式，太阳传感器测定太阳在一天内不断变化的位置，然后由机械控制系统带动整个聚光跟踪型检测平台转动，使平面反射镜始终与太阳保持一个最佳角度，把太阳光聚集在平面反射镜上。该系统其逻辑机构，主要由绝对位置编码器、现场状态显示器，现场设备控制器、远程控制器、电脑接口、上位机软件和步进电机组成。
三、跟踪系统机械机构
跟踪器机械执行部分的选择，本设计选择转盘转动式跟踪器。跟踪系统由传感器、控制器、执行机构和平面反射镜以及固定联接机构组成。以下是两个方案：
（一）方案一：
1．驱动装置
①步进电机与蜗轮蜗杆配合，从而带动中心轴及转盘转动，对中心轴的强度要求高。
②底盘通过控制，再加上简单有效的手动和自动光跟踪系统，跟踪太阳转动。
③在地面上装置导轨、设备上安装脚轮。
④液压缸通过自动控制系统进行伸缩运动，带动四连杆机构运动，从而推动反射板有规律的前后摆动，调整太阳光反射角度。
2.反射装置
底盘上放置太阳能设备及太阳光反射板。用平面反射镜取代传统的抛物面槽式聚光系统，将“线聚焦”改为“面聚焦”，大大提高聚光倍率。使得室外测试的日辐照量达到16MJ/m²以上，大大提升太阳能热水系统性能的全年可检测能力。
3.主要部件
①后期考虑强度要求，采用马鞍山方圆外齿回转支承。
②液压缸及液压站采用上海邺丰液压设备。
缸径63mm杆径35mm推力49.88KN拉力34.48KN最大行程800mm
③反射板采用德国安铝高反射铝，反射率最高达95% ，尺寸1250*2500*0.4
（二）方案二：
1．驱动装置
①步进电机与一体化的回转减速器配合，带动圆盘运动。
②底盘通过控制，再加上简单有效的手动和自动光跟踪系统，跟踪太阳转动。
③采用回转减速器之后，需要在地面安装地基，与回转减速器孔配合安装即可。
④液压缸通过自动控制系统进行伸缩运动，带动四连杆机构运动，从而推动反射板有规律的前后摆动，调整太阳光反射角度。
2.反射装置
底盘上放置太阳能设备及太阳光反射板。用平面反射镜取代传统的抛物面槽式聚光系统，将“线聚焦”改为“面聚焦”，大大提高聚光倍率。使得室外测试的日辐照量达到16MJ/m²以上。大大提升太阳能热水系统性能的全年可检测能力。
本研究中的跟踪控制系统采用传感器定位和太阳运行轨迹定位相结合的方式，然后由机械控制系统带动整个平面反射镜转动，使太阳能始终与太阳保持一个最佳角度，把太阳光聚集在太阳能上。
3.主要部件变更
①采用回转减速器 取代 回转支承
采用一体化的有驱动蜗杆的回转减速器，设计组装方便，降低了成本。此回转减速器倾覆力矩135.6kN.m,轴向动载荷235kN，径向动载荷205kN，减速比102:1，精度等级≤0.09°，具有精度高、结构紧凑、承载能力大的优点。
②反射板采用平面镜2400*2500*5，取代之前的德国安铝。德国安铝太薄，多使用于室内 。若放置室外，强度可能无法满足要求，易变形。且少量订购价格高昂。所以目前采用普通平面镜。
③直径3.5米的圆盘，考虑设备运输，及现场安装的方便。所以把直径3.5米的圆盘分成2份，运往现场后组装成整块。
综合方案一和方案二的优缺点，方案二成本费用较之于方案一较少。方案二的结构更加简洁紧凑，测试平台底部维修更加方便。
所以最终采用方案二。
四、结论
本论文选择了光电检测和太阳轨迹追踪的混合式追踪方式，配合机械装置使系统更加稳定，提高了系统的追踪精度。本系统的优点:
（1）系统可长时间连续运行，且能得到较好的跟踪效果
（2）聚光器每天在完成太阳辐射能的接收任务以后，能够自动回到至初始位置，等待第二天采集工作的开始
（3）系统不仅适用于晴天，在有云的天气下同样可正常运行
本系统的不足:
（1）系统稳定性需要加强：复位电路有时会出现不能自动复位的情况，尽管这种情况不常发生，但是一旦发生就影响系统的运行。
（2）在功能上需要更加完善：本系统没有设置报警装置，如果系统发生故障，系统不能做出报警动作，这样也会影响系统的追踪质量。
（3）在机械装置方面也存在问题：机械装置能够带动太阳板转动的角度是有限的，这样也制约了追踪的时间段。
