太陽(yáng)能光伏發(fā)電是利用了光生伏特效應(yīng)把太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)換為電能的一種過程,是人類高效直接的利用太陽(yáng)能的一種方法。從二十世紀(jì)五十年代開始制造出第一塊太陽(yáng)電池,到現(xiàn)在太陽(yáng)電池被大規(guī)模的制造并裝機(jī),并沒有經(jīng)過太長(zhǎng)的時(shí)間,太陽(yáng)電池技術(shù)仍然處于高速發(fā)展的時(shí)期。
既然是一種轉(zhuǎn)換過程,就要涉及到對(duì)轉(zhuǎn)換過程的評(píng)價(jià)。我們通常用太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換效率這個(gè)參數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)這個(gè)轉(zhuǎn)換過程,也就是電能與輸入的光能的比。國(guó)際上標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量方法(地面用的,空間用電池有另外的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn))是在AM1.5光照條件下測(cè)量單位面積的太陽(yáng)電池的輸出功率,其數(shù)值等于轉(zhuǎn)換效率。目前實(shí)驗(yàn)室的最高水平是超過42%。工廠生產(chǎn)線的水平在20%左右,估計(jì)下半年的生產(chǎn)水平會(huì)有較大的提升。以常見的多晶硅太陽(yáng)電池組件為例,尺寸規(guī)格約為1.6米x0.9米,如果額定功率為260W,就是說在輻照功率密度為1000W/米2,且其光譜分布符合AM1.5規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)誤差范圍內(nèi)時(shí),環(huán)境溫度為25攝氏度,其輸出功率為260W。在實(shí)際的使用環(huán)境中,其最大輸出功率會(huì)受到光照條件、氣溫、風(fēng)速、安裝條件等因素的影響,一般最高不會(huì)超過1.3倍的額定功率,真正的輸出功率更是取決于輸出端所連接的負(fù)載的阻抗,這就是最大功率跟蹤的意義。
有光的地方就能夠發(fā)電,這是太陽(yáng)電池的基本工作原理,也是其最大的優(yōu)勢(shì)。發(fā)電過程不需要消耗任何傳統(tǒng)的物質(zhì)材料,不產(chǎn)生噪音和廢氣、廢物,沒有任何污染。至于說到生產(chǎn)太陽(yáng)電池過程中的污染問題,已經(jīng)有很多討論了,不再贅述。
說到缺點(diǎn),更確切的是說目前技術(shù)的局限性。
最為人詬病的是輸出功率不穩(wěn)定性,因?yàn)榈厍蛏系墓馐墙?jīng)過大氣層吸收過的太陽(yáng)光,地球的公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)導(dǎo)致了地面上確切地點(diǎn)的光的變化,使得輸出功率也隨之變化。穩(wěn)定輸出有很多途徑,只不過由于目前的太陽(yáng)電池的生產(chǎn)成本還是偏高,使得這些途徑都不具有經(jīng)濟(jì)性,因此目前都是要通過儲(chǔ)能措施(電網(wǎng)、蓄電池等)把不穩(wěn)定的光伏輸出功率,變成穩(wěn)定可用的。我們相信太陽(yáng)電池最終會(huì)是非常廉價(jià)的一種半導(dǎo)體器件,穩(wěn)定性問題就能夠不靠?jī)?chǔ)能解決。
至于間歇性的問題,我們都有一種“幻想”,全球太陽(yáng)能電網(wǎng),即圍繞地球安裝足夠多的太陽(yáng)電池,這個(gè)超級(jí)太陽(yáng)能光伏電站在任何時(shí)候都能產(chǎn)生足夠全球人類所需的電能。會(huì)實(shí)現(xiàn)的!
第二個(gè)局限性是轉(zhuǎn)換效率相對(duì)較低引起的,即需要較大的安裝面積,不能像核能那樣進(jìn)行微型化或小型化。隨著技術(shù)的發(fā)展,這個(gè)問題會(huì)有一定程度的改善,但即使100%的轉(zhuǎn)換效率,每平米也就是1000W或多點(diǎn),是有上限的。當(dāng)然聚光電池會(huì)更高效些。
最后說一點(diǎn),太陽(yáng)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成熟到可以為社會(huì)發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)了,無(wú)論從投資理財(cái)還是環(huán)保節(jié)能的角度,都可以投資安裝太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)!
原標(biāo)題:太陽(yáng)能光伏發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)