1 基本概念
1.1 光伏電池
太陽能電池是利用
光電轉換原理使太陽的
輻射光通過半導體物質轉變為電能的一種器件,這種光電轉換過程通常叫做“
光伏效應”,因此
太陽能電池又稱為“光伏電池”。
商業化的光伏電池主要有
單晶硅,
多晶硅和
非晶硅三種。三種光伏電池的性能比較如表1。
光伏電池的開路電壓約為0.5V ,達不到系統電壓的要求,一般將若干個光伏電池串聯成
光伏組件使用。
1.2 光伏組件
光伏組件是將性能一致或相近的光伏電池按一定的排列串聯后封裝而成,是
光伏發電系統的基本構成單元。為了達到系統所需的電壓和電流,還要將若干光伏組件并聯后形成光伏陣列使用。光伏組件一般應包括高通透
面板,光伏電池,背襯板及接線盒等部分.根據背襯板的不同可分為
玻璃板光伏組件、金屬板光伏組件和
塑料板光伏組件等三種。
1.3 光伏發電系統
光伏發電系統是直接利用太陽能,通過光電轉換進行發電的系統,一般應包括發宅匍供電二個部分。也可分為獨立光伏發電系統和并網光伏發電系統二種。獨立光伏發電系統就是光伏陣列將所發的直流電供給蓄電池,蓄電池直接向負載供給直流電的系統,由光伏陣列,蓄電池組,充放電控制器,負載等設各組成,這種系統關鍵
設備是蓄電池,蓄電池應具有自放電率低、使用壽命長、深放電能力強、充電效率高，少維護或免維護、工作溫度范圍寬、價格低廉等特性。對于一般的城市建筑,這種系統苧負載主要是
LED等直流用電設各。如圖1所示:
并網光伏發電系統是光伏陣列將所發的直流電供給逆變器,逆變器直接給電網輸送交流電的系統。由光伏陣列,正弦波逆變器,控制器,雙向計量電度表等設各組成,這種系統的關鍵設各是正弦波逆變器,它應具有較高的效率,較高的
可靠性,對直流輸入電壓有較寬的適應范圍,逆變電源輸出的正弦波失真度較小等特性。這種光伏發電系統是未來的主導方向。如圖2所示。
1.4 光伏建筑一體化
光伏建筑一體化的核心是將光伏發電系統的光伏組件與建筑外
圍護結構的面板相結合。光伏建筑一體化有光伏屋面、光伏墻面、光伏
遮陽、光伏
圍欄和光伏地面等五種主要形式,各種形式的比較如表2。
光伏組件與建筑外維護結構的結合面板不同,單位面積的太陽日平均輻射照度,建筑或
建筑構件對光伏組件的
太陽輻射遮擋也不一樣,單位面積的發電效率就不相同,墻面,圍欄和地面容易被遮擋,發電效率就相對較低;對于屋甬i和墻面,光伏組件對其
采光要求有一定的影響;只iˉ于一般的建筑,屋面,墻面,圍欄和地面的面積是有限的,但
建筑遮陽的面積可以是無限的,可安裝光伏組件的面積也是無限的。
由于屋面上單位面積的太陽目平均輻射照度相對較大,日照時問相對較長,光伏屋面的發電效率相對較高,一直是世界各國光伏建筑一體化的主導方向。光伏建筑遮陽位于建筑物的最外側,太陽輻射不容易被遮擋,對建筑功能的影響較小,可安裝光伏組件的面積較大,應是光伏i+s筑一體化未來發展的主導方向。
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