盤點提高光伏發(fā)電系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率的若干方法
提高光板有效接受面積
制約太陽能光伏發(fā)電的主要因素除了上文所提的光電轉(zhuǎn)換成本高外,還有發(fā)電量波動大以及不適合遠距離輸送等因素。采用提高光板有效接受面積的手段可以延長太陽能發(fā)電時間,增加發(fā)電量,一定程度上降低發(fā)電量的波動,從而降低太陽能發(fā)電成本。
跟蹤原理:光電強度與光入射時與電池板表面的夾角有關,當其夾角越接近直角時,光電轉(zhuǎn)換效率越好。因此,使太陽能入射角始終保持與太陽能電池板的垂直,可以提高太陽能電池板的發(fā)電效率。而太陽能自動跟蹤系統(tǒng)的主要部分通常由控制部件和轉(zhuǎn)動調(diào)級部件組成?刂撇考淖饔檬菍⑻柤磿r位置坐標參數(shù)直接或間接輸出給轉(zhuǎn)動調(diào)級部件。轉(zhuǎn)動調(diào)級部件的主要作用是將控制部件給出的信號進過調(diào)級處理或分解后用于驅(qū)動光線采集器的采集面--也就是太陽能電池組件始終與太陽光線垂直。
技術分類:根據(jù)控制部件中控制信號產(chǎn)生的方式,廣義上可將跟蹤技術分為主動式、被動式和混合式三類。
主動式跟蹤是利用控制器中預先存儲的與當?shù)亟?jīng)緯度相關的太陽運動的軌跡函數(shù),由實時時鐘來獲得精確的時間信號,從而計算出不同時刻太陽的高度角與方位角。該方法雖能提高太陽能利用率,但結(jié)構復雜,成本比被動跟蹤器高。
被動跟蹤系統(tǒng)則是采用光強控制法,利用光敏元件和傳感器進行信號調(diào)節(jié),被動地跟隨太陽轉(zhuǎn)動。被動跟蹤信號時信號采集都是由傳感器完成,因此在多云或者陰天環(huán)境下回出現(xiàn)無法跟蹤的問題。此外由于光敏傳感器處在室外環(huán)境中,易受灰塵、熱斑等因素的影響,使暗電流發(fā)生變化,從而導致所提供的跟蹤信號不穩(wěn)定。
另外,根據(jù)轉(zhuǎn)動調(diào)集部件中所含轉(zhuǎn)動軸的個數(shù),將跟蹤技術分為單軸跟蹤和雙軸跟蹤。通常的單軸跟蹤都是控制方位角,即光線采集器跟蹤太陽由東向西旋轉(zhuǎn)以達到跟蹤目的。與雙軸跟蹤相比,單軸跟蹤結(jié)構簡單,制造成本低,但太陽高度角的變化需要人工調(diào)整。雙軸跟蹤通常同時控制方位角和高度角,即將控制部件中輸出的太陽方位角信號和高度角信號分別經(jīng)轉(zhuǎn)動調(diào)級部件處理后同時控制光線采集器既跟蹤太陽由東向西旋轉(zhuǎn),又跟蹤太陽在一年四季中仰角的變化。附上跟蹤式發(fā)電量與固定式發(fā)電比較統(tǒng)計表。
對光伏發(fā)電系統(tǒng)來說,采用跟蹤系統(tǒng)可增加發(fā)電量20%~40%,有利于降低發(fā)電系統(tǒng)成本以及電網(wǎng)波動。但現(xiàn)有報道很少涉及有跟蹤系統(tǒng)而附加的電力消耗。并且由于光線采集器的應用目的和環(huán)境不同,對跟蹤器的要求也不同,所以對跟蹤器的選用不能一概而論。
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