光伏系统

光伏一项新技术是否有助于减少排放到大气中的二氧化碳太阳能没有污染。太阳能有两种利用方式:

(i)光电和

太阳能热应用。

光伏系统可以根据其用途和应用进行分类。这些系统可以大致分为两种类型:(1)光伏(PV)系统和(2)光伏热(PV/T)系统。第一种类型可以进一步划分为空间应用、独立光伏系统、并网光伏系统、光伏制氢系统和其他小规模应用，而第二种类型可以进一步划分为PV/T空气集热器和PV/T水集热器系统等。此外，独立光伏应用可分为两种，农业抽水和社区或农村电气化。PV/T空气集热器可用于农业温室干燥和空间或房间加热应用，而水集热器可用于家庭和工业用水采暖、水蒸馏(混合太阳能蒸馏器)、空间采暖等。PV和PV/T系统的其他一些杂项应用也将在本节稍后介绍。现在我们将逐一介绍每种应用程序。

3.4.1光伏应用

光伏应用在任何需要电能的地方都是有益的。光伏技术一直比其他技术有优势，因为它是无污染的，它使用的太阳能是免费的，而且非常容易获得。在这里，在本节中，我们将讨论基于效率性能的各种光伏应用。

3.4.1.1空间应用

这可能是光伏发电的第一次应用，它开始于1958年，并用于太空飞船和卫星。光伏板的效率为6%。轻型光伏板被用于为航天飞机提供动力，以满足其在太空中的电力需求。在空间光伏电池技术中，基于gaas的电池现在已经成熟并符合太空条件。当价格、重量、成熟度和效率得到平衡时，高效的薄硅电池具有良好和令人印象深刻的性能。硅电池、高效硅电池、双结、三结和四结太阳能电池的效率分别为13.5%、16%、22%、25%和28% (Habraken, 2001)。

3.4.1.2单机系统

独立系统的主要目标是支持农民对农业抽水和社区和农村电气化的电力需求。社区学校、医院和其他政府大楼也受益于这项技术。图3.2显示了太阳能水以泵站系统为例。农民需要水来灌溉他们的农田，而独立的光伏系统可以用于此。直流电泵使用光伏电池板产生电力，然后将水从井中泵到田里。

光伏面板

光伏面板

好吧

^直流水泵

好吧

^直流水泵

农作物

图3.2原理图以农业太阳能水泵单机系统为例。

3.4.1.3光伏并网

人们已经尝试将一系列光伏电池板连接起来，以产生更多的电能，这些电能可以直接输送到电网。为了分析并网光伏系统的性能，某些参数是重要的;它们是产量(参考、阵列和最终)、损耗(阵列捕获和系统损耗)、PV和逆变器效率以及性能比。基于上述参数，Mondol等人(2006)研究了北爱尔兰一个13 kWp并网光伏系统的性能，发现光伏、系统和逆变器的月平均日效率分别为4.5至9.2%、3.6%至7.8%和50%至87%。光伏、系统和逆变器的年平均效率分别为7.6、6.4和75%。月平均直流性能比为0.35 ~ 0.74，月平均交流性能比为0.29 ~ 0.66。3年的年平均月交流性能比分别为0.60、0.61和0.62。

3.4.1.4制氢

光伏板可以利用水产生的电电解水来生产氢。由于该技术产生的氢气成本不高，而光伏技术成本高昂，因此需要在这一领域进行更高和更广泛的研究。电解的最终产物也是氧气。电解蒸馏水利用光伏电池板产生的电力在电解器单元中发生，并产生氢气和氧气作为最终产品。Yilanci等人(2009)基于光伏、充电调节器、逆变器和电解器的能量和火用分析，定义了太阳能制氢系统的性能。他们计算出光伏电池板的火用效率为(最小最大值)9.8-11.5%，充电调节器为85-90%，逆变器效率为85-90%

且电解槽效率达52%以上l雷竞技 光伏板效率为(最小-最大)11.2-12.4%，充电调节器效率为85-90%，逆变器效率为85-90%，电解槽效率为56%。根据每个组件的火用和能源效率，可以计算出系统的总体火用和能源效率，方法是取每个组件各自效率的乘积。系统火用效率(最小值-最大值)为3.68-4.32%，能源效率(最小值-最大值)为4.53-5.02%。

3.4.1.5其他应用

光伏技术的另一个应用是使用车顶的光伏板收集太阳能，并利用产生的电力为电池充电，进一步运行电动机为汽车提供动力(Gaddy, 2003)。这项技术仍在开发中，可以用于下一代汽车。的路灯、交通信号灯、太阳能灯、计算器、手表、直流风扇、直流电机、逆变器等，都是光伏技术的一些其他应用。

3.4.2光伏热应用

光伏/T系统是随着利用太阳能和电能的想法而出现的。热能的使用也提高了能源和能源效率，有助于保持良好的电效率PV系统在整个运作过程中。光伏表面可用的热能可用于低电位工程，如水和空气加热。此外，热水/空气可用于各种应用，例如，加热生活空间，温室，太阳能烘干机，太阳能蒸馏器等。在下一节中，我们将讨论PV/T空气和水收集器及其应用。本节最后还简要讨论了该技术的一些潜在应用。

3.4.2.1 PV/T空气集热器

光伏热空气收集器利用太阳能发电和热应用。温室烘干机是用来烘干的农产品利用太阳能，使其可以储存更长的时间。如果将PV/T空气收集器连接到烘干机上，这将增加更多的热能干燥过程会更快。温室干燥可分为自然干燥和强制干燥两种模式空气循环．

这项技术的另一个应用是加热生活空间。空间加热应用进一步涉及两种类型，它们是安装在建筑物屋顶上的透明光伏板和安装在地面上并与生活空间结合的光伏板。前者是自然模式的例子，因为透明的光伏组件允许太阳辐射进入建筑物并加热生活空间，而后者是强制模式的例子，因为它使用鼓风机或小风扇使房间空气循环，与收集器接触并加热。PV/T空气加热器也可以与建筑或生活空间相结合。Charalambous等人(2007)认为，建筑集成PV/T集热器最适合在低气候条件下降低PV的温度，并为空间供暖提供热空气。温室技术也得益于光伏应用的使用，以保持在温度和湿度方面的控制环境。温室可以使用安装在屋顶上的透明光伏板来满足其电力需求，以运行电动机、风扇和鼓风机，以保持适合作物生产的理想环境。透明的面板还允许太阳辐射通过它，加热温室环境。

3.4.2.2 PV/T集水器

与空气收集器类似，水收集器用于加热水，用于各种家庭和工业应用。国内热水器一般采用平板集热器并联，并在热虹吸作用下自动运行，而工业热水器采用多个平板集热器串联，热虹吸作用不起作用，因此采用光伏驱动水泵来维持集水器内的水流。原理图PV/T集水器的结构如图3.3所示。两台平板集热器串联使用直流水泵进行循环水。

图3.3以光伏应用为例的混合光伏太阳能热水器原理图。

光伏/T集热器的另一个应用是太阳能蒸馏器。太阳能蒸馏器用于净化或蒸馏水，它对盐度超过10,000 ppm的微咸水地区是有益的。这种蒸馏水可用于各种行业，如电池行业，制氢行业等。太阳能蒸馏器与光伏集水器相结合，利用热能加热水和电，使水通过水泵循环。该系统被称为混合太阳能蒸馏器，并提供了一个合理的更高的热效率。

3.4.2.3其他应用

鱼类生长(水产养殖)需要特定的水温环境。PV/T集水器与温室水塘相结合，有利于甜水鱼的生长。为了保持池塘中所需的水温，可以使用pv操作的集水器。为了在平板集热器中循环水，可以使用光伏水泵。PV/T系统的其他应用可以在葡萄酒酿酒厂、医药行业、乳品行业等需要主动蒸馏的地方。

继续阅读:太阳能发电系统

这篇文章有用吗?

0 0