1 基本概念
1.1 光伏电池
太阳能电池是利用
光电转换原理使太阳的
辐射光通过半导体物质转变为电能的一种器件,这种光电转换过程通常叫做“
光伏效应”,因此
太阳能电池又称为“光伏电池”。
商业化的光伏电池主要有
单晶硅,
多晶硅和
非晶硅三种。三种光伏电池的性能比较如表1。
光伏电池的开路电压约为0.5V ,达不到系统电压的要求,一般将若干个光伏电池串联成
光伏组件使用。
1.2 光伏组件
光伏组件是将性能一致或相近的光伏电池按一定的排列串联后封装而成,是
光伏发电系统的基本构成单元。为了达到系统所需的电压和电流,还要将若干光伏组件并联后形成光伏阵列使用。光伏组件一般应包括高通透
面板,光伏电池,背衬板及接线盒等部分.根据背衬板的不同可分为
玻璃板光伏组件、金属板光伏组件和
塑料板光伏组件等三种。
1.3 光伏发电系统
光伏发电系统是直接利用太阳能,通过光电转换进行发电的系统,一般应包括发宅匍供电二个部分。也可分为独立光伏发电系统和并网光伏发电系统二种。独立光伏发电系统就是光伏阵列将所发的直流电供给蓄电池,蓄电池直接向负载供给直流电的系统,由光伏阵列,蓄电池组,充放电控制器,负载等设各组成,这种系统关键
设备是蓄电池,蓄电池应具有自放电率低、使用寿命长、深放电能力强、充电效率高，少维护或免维护、工作温度范围宽、价格低廉等特性。对于一般的城市建筑,这种系统苎负载主要是
LED等直流用电设各。如图1所示:
并网光伏发电系统是光伏阵列将所发的直流电供给逆变器,逆变器直接给电网输送交流电的系统。由光伏阵列,正弦波逆变器,控制器,双向计量电度表等设各组成,这种系统的关键设各是正弦波逆变器,它应具有较高的效率,较高的
可靠性,对直流输入电压有较宽的适应范围,逆变电源输出的正弦波失真度较小等特性。这种光伏发电系统是未来的主导方向。如图2所示。
1.4 光伏建筑一体化
光伏建筑一体化的核心是将光伏发电系统的光伏组件与建筑外
围护结构的面板相结合。光伏建筑一体化有光伏屋面、光伏墙面、光伏
遮阳、光伏
围栏和光伏地面等五种主要形式,各种形式的比较如表2。
光伏组件与建筑外维护结构的结合面板不同,单位面积的太阳日平均辐射照度,建筑或
建筑构件对光伏组件的
太阳辐射遮挡也不一样,单位面积的发电效率就不相同,墙面,围栏和地面容易被遮挡,发电效率就相对较低;对于屋甬i和墙面,光伏组件对其
采光要求有一定的影响;只iˉ于一般的建筑,屋面,墙面,围栏和地面的面积是有限的,但
建筑遮阳的面积可以是无限的,可安装光伏组件的面积也是无限的。
由于屋面上单位面积的太阳目平均辐射照度相对较大,日照时问相对较长,光伏屋面的发电效率相对较高,一直是世界各国光伏建筑一体化的主导方向。光伏建筑遮阳位于建筑物的最外侧,太阳辐射不容易被遮挡,对建筑功能的影响较小,可安装光伏组件的面积较大,应是光伏i+s筑一体化未来发展的主导方向。
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