光伏这个词是“photo”(光)和“voltaic”(发电)两个词的结合。光伏技术利用光发电。
电是被称为电子的带负电的粒子的存在(或静态或流动)。某些被称为半导体的材料,在暴露于光下时,可以调整以释放电子。其中最常见的一种材料是硅(一种存在于沙子中的元素),它是目前制造的98%太阳能光伏电池的主要材料。
所有的PV电池都至少有两层这样的半导体:一层带正电,一层带负电。当光照射在半导体上时,穿过这两层之间接点的电场导致电流流动——光的强度越大,电流的流动就越大。
光伏系统类型
电网连接
家庭和企业最受欢迎的太阳能光伏系统类型。太阳能系统被连接到当地电网,允许任何多余的太阳能电力生产出售给公用事业公司。在白天以外的时间从电网收回电力。逆变器用于将太阳系产生的直流电源转换为运行正常电气设备所需的交流电源。
离网
太阳能系统完全独立于电网,直接与电池相连,电池储存所产生的电力,并充当主要电源。一个逆变器可以用来提供交流电源,使使用正常的电器没有市电。
混合动力系统
太阳能系统可以与另一种能源相结合——生物质发电机、风力涡轮机或柴油发电机——以确保持续的电力供应。混合系统可以是电网连接、独立或电网支持。
利弊....
与传统发电技术相比,光伏发电系统有许多优点和独特的优势。PV系统可以设计为各种应用和操作要求,并可以用于集中式或分布式发电。PV系统没有移动部件,是模块化的,易于扩展,甚至在某些情况下可运输。能源独立性和环境兼容性是光伏系统的两个吸引人的特点。燃料(阳光)是免费的,运行的光伏系统不会产生噪音或污染。一般来说,设计良好和安装正确的光伏系统需要最少的维护和有很长的使用寿命。
目前,光伏组件和设备的高成本(与传统能源相比)是该技术的主要限制因素。因此,PV系统的经济价值需要多年才能实现。在某些情况下,PV阵列的表面积要求可能是一个限制因素。由于阳光的漫射性质和现有的太阳能到光伏设备的电能转换效率,光伏阵列安装的表面积要求为每千瓦安装的峰值阵列容量的8到12平方米
设计与pv
建筑适宜性
要考虑的最重要的方面是场地的位置。太阳能装置必须接受尽可能多的光。在设计过程中,必须考虑到高大的树木和邻近建筑投下的阴影。太阳能光伏的最佳位置显然是朝南的屋顶或建筑物的侧面。
估算不同光伏技术的输出
以下能源输出可作为英国的粗略经验法则(假设倾斜、方向和系统效率合理):
•1米2水晶数组将提供有用的输出90 - 110每年千瓦时。
•1米2三结薄膜数组将提供有用的输出60 - 80每年千瓦时。
在英国寻找不同纬度的最佳面板倾角
每年太阳总辐射的最大值通常是在正南方向,倾斜于水平等于地点的纬度减去大约20度。例如,在英格兰南部,30度是最佳倾斜度,而在苏格兰北部则增加到近40度。
面板在不同角度和方向上的表现如何
如果不能达到最佳角度,在10度和50度倾角下仍可达到90%以上的年最大能量。
朝南的垂直立面产生了大约70%的最大值。
阴影的影响
阴影是至关重要的。轻微的遮阳会导致能量的显著损失。这是因为照明最低的电池决定了它所连接的串联串的工作电流。许多现代模块使用旁路二极管来减少阴影影响;但这些影响仍然必须考虑,最好是在建筑设计的第一阶段。2022年亚洲世界杯预选赛直播注意景观,树木,甚至扶手。如果阴影是不可避免的,或者光线不好,最好的PV类型是使用非晶薄膜,或多晶厚膜。
如何将光伏电池的能源效益最大化
建筑的能源效率越高,光伏电池的效益就越大。记住,PV玻璃夹层通常可以是双重的-提供隔热和电力-因为它们可以由低辐射玻璃制成。
考虑细节
要记住的要点是:
•修复的方法/融入面料必须是详细的。
•确保固定物不覆盖或阴影PV电池的任何部分
•PV层压板通常只有一个狭窄的边界。
•修正必须考虑到热膨胀不打破玻璃。
•天气密封涉及标准的施工实践,但所有材料必须适合可能达到的温度(例如,如果通风不良,模块后面的温度可能上升到80℃,如果直接绝缘,温度可能更高)。
•安装选项必须允许安全维护可能更换个别模块。支撑结构的寿命必须至少是光伏阵列的寿命。首选材料是铝、不锈钢或玻璃纤维。防止腐蚀是很重要的,特别是当残留电流可能存在时。
•风荷载
•任何额外的重量
•如何跑步,在哪里跑步电线(这可能会穿透防水皮肤)
•放置在哪里连接盒
光伏玻璃夹层和柔性薄膜光伏
PV玻璃夹层很有吸引力,非常适合外墙和透明屋顶。它们可以安装在标准的幕墙结构上,并适用于任何使用玻璃的应用,只要有合理的光线存在。低发射率玻璃可用于提供额外的隔热效益,或PVB层压板可用于屋顶所需的额外强度。
薄膜PV是耐用和灵活的,并被包裹在防水,自清洁聚合物。它可以用于屋顶的瓦片形式,或在更不寻常的设计中利用其灵活性。
PV电池如何受到污染的影响
污垢的程度取决于位置,但通常情况下,如果阵列倾斜至少15度,灰尘积累和自清洁在几周后达到稳定状态。在极端情况下,灰尘可能导致功率下降约10%。在低倾斜水平玻璃棒可以捕获碎片,这可能导致阴影的部分阵列。系统的设计应尽量减少不均匀的污染。
一生与保证
大多数太阳能产品的寿命在30年左右。所有类型的模块通常都有20年的保修期,就像大多数薄膜集成产品一样。结晶PV板和PV玻璃夹层通常有十年的保修期。这些时间只是一个粗略的指南,应该针对每个特定的产品进行检查。
PV和规划
商业建筑
•需要规划申请
国内的建筑
•适用GPDO(通用许可开发令)。
例外:
-光伏系统从屋顶平面突出超过200毫米
—系统的延伸高于屋顶或烟囱的最高部分
-如果该建筑物已列明(至少需要列明建筑物的同意)
SAP
一个简单的计算程序,为家庭建筑提供了年度光伏系统的能量输入1:
1 -确定光伏机组的安装峰值功率(kWp)。
2 -光伏组件产生的电量(kWh/年)为:
0.8 × kWp × S × Z光伏
地点:
•S为表H2中的年太阳辐射1(取决于方向和倾斜程度),
•Z光伏过阴影系数是否来自表H41.
参考:
1-政府房屋能源评级标准评估程序2009)
SBEM
涉及一个简单的计算程序的商业楼宇。计算方法与SAP2005不同,但包括实际辐照度。
MCS
微发电认证计划于2006年由DECC推出,由gerserv负责管理。该方案旨在成为一种质量管理体系,适用于安装人员和产品。认证是低碳建筑项目拨款和进料关税的一个条件。
•只有通过MCS标准认证的产品才有资格。
•批准的模块列表可以在BRE的“绿皮书直播”网站上找到www.greenbooklive.com
这篇文章是在……的帮助下编写的太阳能世纪)
电影
如果你真的想知道PV电池是如何工作的,这段视频很适合你
光伏生产线
标准
英国标准:
•耐火标准BS476 - L部分
•风提升标准,BS6399
•防水标准,BS5534
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