太阳能光电池是利用太阳光发电的半导体器件,又被称作光伏电池。利用光伏电池提供电力的系统也被称作光伏系统。一般由光伏电池阵列、最大功率点跟踪装置、蓄电装置以及逆变装置等组成光伏系统。应用较多的光电池是用硅材料做成的,有单晶硅电池、多晶硅电池和非晶硅电池。单节硅光电池的电压仅0.5V左右。但通过串并连,可得到各种输出参数和尺寸规格的光伏电池阵列。
光伏电池的输出功率因日照强度的变化而改变,所以,人们用日照强度1000)W/m(平方)的光照条件来确定光伏电池的发电功率。光伏电池的功率单位也就因此被称为峰瓦,符号写作Wp。目前,普通光伏电池的发电效率小于20%。也就是说,在正午阳光下,面向太阳设置的光伏电池,每平方米可以产生IOOW左右的电能。
最近,光伏电池组件的价格已降到30元/Wp上下。单晶硅和多晶硅光伏电池的正常使用寿命是二十年。附表列出了几种不同类型电力的特点和近似价格,供读者比较参考。
由附表所列的内容中,可以了解到光伏电力是一种有特定性能和特定应用领域的电能;在没有市电。又有充足阳光的地方,光伏电力是首选,与性能较好的蓄电池配合,能大大改善系统输出的稳定性。迄今为止,已有数以万计的户用光伏系统进入家庭。LED照明和液晶电视都是低压直流供电的产品,能够大批量地应用在户用光伏系统上。
除了户用光伏系统之外,在许多领域,其独立光伏系统也在开始大范围地应用,涌现出了大批的光伏产品,其共同点就是不需要将光伏电力逆变;而采用低压直流供电。像太阳能草坪灯、太阳能路灯、太阳能公路标志灯、太阳能喷泉等,其中有些产品已经在大批量出口。用光伏电力作为动力的产品也有了实际应用的示范产品,如太阳能游艇、游览车等,包括太阳能电动自行车也正在研制之中。有一项最具前景的太阳能应用,就是装在建筑物上的屋顶光伏系统,如“屋顶太阳能光伏供电的建筑照明标志系统”,打破了逆变应用的常规,大大提高了光伏系统的效率,降低了光伏系统的生产成本,使其成为在有市电供应的城市里,也受欢迎的产品。
电源种类 | 功率 | 输出特性 | 用电状态 | 参考电价元/瓦小时 |
市电 | 功率大.达到兆瓦以上;用电稳定 | 交流高压 | 依赖于电力部门;需要架设线路;用电地方固定}用电安全问题要求较高 | 0.001 |
干电池 | 功率很小.一般在数瓦以内 | 直流低压 | 多为一次性使用,用于便携式设备;电力价格高;废弃电池易造成环境污染 | O.1~0.5 |
蓄电池 | 一般使用功率在数百瓦以内 | 直流低压 | 可流动性使用,不同种类蓄电池性能、价格差异很大。需要反复充电,也存在着环境污染问题 | 0.002~0.05 |
风力发电 | 功率范围较宽 | 交直流都有 | 受风力影响,用电不稳定。不消耗能源并网后应用,用电类似市电 | 0.001~0.005 |
光伏发电 | 功率范围较宽 | 直流低压 | 受阳光强度影响,发电不稳定;不消耗能源;安装简单;维护费少;无环境污染;城市使用时可降低温室效应 | 0.002~0.01 |