太陽(yáng)能交流發(fā)電系統是由太陽(yáng)電池板、充電控制器、逆變器和蓄電池共同組成;太陽(yáng)能直流發(fā)電系統則不包括逆變器。為了使太陽(yáng)能發(fā)電系統能為負載提供足夠的電源,就要根據用電器的功率,合理選擇各部件。下面以100W輸出功率,每天使用6個(gè)小時(shí)為例,介紹一下計算方法:
應計算出每天消耗的瓦時(shí)數(包括逆變器的損耗):
若逆變器的轉換效率為90%,則當輸出功率為100W時(shí),則實(shí)際需要輸出功率應為100W/90%≈111W;若按每天使用5小時(shí),則耗電量為111W×5h=555Wh。
計算太陽(yáng)能電池板:
按每日有效日照時(shí)間為6小時(shí)計算,再考慮到充電效率和充電過(guò)程中的損耗,太陽(yáng)能電池板的輸出功率應為555Wh/6h/70%=130W。其中70%是充電過(guò)程中,太陽(yáng)能電池板的實(shí)際使用功率。
許多國家正在制訂中長(cháng)期太陽(yáng)能開(kāi)發(fā)計劃,準備在21世紀大規模開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能,美國能源部推出的是國家光伏計劃,日本推出的是陽(yáng)光計劃。NREL光伏計劃是美國國家光伏計劃的一項重要的內容,該計劃在單晶硅和器件、薄膜光伏技術(shù)、PVMaT、光伏組件以及系統性能和工程、 光伏應用和市場(chǎng)開(kāi)發(fā)等5個(gè)領(lǐng)域開(kāi)展研究工作。
市場(chǎng)上銷(xiāo)售的光伏電池主要是單晶硅為原料生產(chǎn)的。由于單晶硅電池生產(chǎn)能耗大,一些認為現有單晶硅電池生產(chǎn)能耗大于其生命周期內捕獲的太陽(yáng)能,是沒(méi)有價(jià)值的。樂(lè )觀(guān)的估計是需要10年左右時(shí)間,使用單晶硅電池所獲得的太陽(yáng)能才能大于其生產(chǎn)所消耗的能量。而單晶硅是石英砂經(jīng)還原,融化后拉單晶得到的。生產(chǎn)過(guò)程能耗大,產(chǎn)生的有毒有害物質(zhì)多,環(huán)境污染嚴重。國外紛紛將其轉移到中國生產(chǎn)。我國各地大上單晶硅及單晶硅電池生產(chǎn)線(xiàn)。
單晶硅光伏電池生產(chǎn)技術(shù)雖然很成熟,然而還在不斷發(fā)展,其他各種光伏電池技術(shù)也在不斷涌現。光伏電池的成本和光電轉換效率離真正市場(chǎng)化還有很大差距,光伏電池市場(chǎng)主要靠各國財政補貼。歐洲市場(chǎng)光伏發(fā)電補貼高達每度電1元以上。今后,要使光伏電池大規模應用,不斷改進(jìn)光伏電池效率和生產(chǎn)成本,在這個(gè)過(guò)程中,生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品會(huì )不斷更新?lián)Q代。其更新?lián)Q代周期短,僅3-5年。光伏電池生產(chǎn)企業(yè)投資大,回收周期長(cháng),由于技術(shù)更新快,國內企業(yè),如果不掌握技術(shù),及時(shí)更新技術(shù),就會(huì )很快被淘汰,很可能不能收回投資。
從長(cháng)遠來(lái)看,隨著(zhù)太陽(yáng)能電池制造技術(shù)的改進(jìn)以及新的光—電轉換裝置的發(fā)明,各國對環(huán)境的保護和對再生清潔能源的需求,太陽(yáng)能電池仍將是利用太陽(yáng)輻射能比較切實(shí)可行的方法,可為人類(lèi)未來(lái)大規模地利用太陽(yáng)能開(kāi)辟廣闊的前景。