大家好!今天让小编来大家介绍下关于光伏发电冬天还行吗_光伏发电可以解决农村自家的冬季用电取暖问题吗?的问题,以下是小编对此问题的归纳整理,让我们一起来看看吧。
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1.光伏发电冬天还行吗2.光伏发电可以解决农村自家的冬季用电取暖问题吗?
发电是可以的,只要有光线照射到电池板表面就会有电压。不过要达到使用条件,还有很多因素。
太阳电池工作原理
当光照射到半导体上时,光子将能量提供给电子,电子将跃迁到更高的能态,在这些
电子中,作为实际使用的光电器件里可利用的电子有:
(1) 价带电子;
(2) 自由电子或空穴(Free Carrier);
(3) 存在于杂质能级上的电子。
太阳电池可利用的电子主要是价带电子。由价带电子得到光的能量跃迁到导带的过程
决定的光的吸收称为本征或固有吸收。
太阳电池能量转换的基础是结的光生伏特效应。当光照射到pn 结上时,产生电子一
空穴对,在半导体内部结附近生成的载流子没有被复合而到达空间电荷区,受内建电场的吸
引,电子流入n 区,空穴流入p 区,结果使n 区储存了过剩的电子,p 区有过剩的空穴。它
们在pn 结附近形成与势垒方向相反的光生电场。光生电场除了部分抵消势垒电场的作用外,
还使p 区带正电,N 区带负电,在N 区和P 区之间的薄层就产生电动势,这就是光生伏特效
应。此时,如果将外电路短路,则外电路中就有与入射光能量成正比的光电流流过,这个电
流称作短路电流,另一方面,若将PN 结两端开路,则由于电子和空穴分别流入N 区和P 区,
使N 区的费米能级比P 区的费米能级高,在这两个费米能级之间就产生了电位差VOC。可以
测得这个值,并称为开路电压。
影响太阳电池转换效率的因素
一、 禁带亮度
VOC 随Eg 的增大而增大,但另一方面,JSC 随Eg 的增大而减小。结果是可期望在某一个
确定的Eg 随处出现太阳电池效率的峰值。
二、温度
随温度的增加,效率η下降。ISC 对温度T 很敏感,温度还对VOC 起主要作用。
对于Si,温度每增加1°C,VOC 下降室温值的0.4%,η也因而降低约同样的百分数。例
如,一个硅电池在20°C 时的效率为20%,当温度升到120°C 时,效率仅为12%。又如GaAs
电池,温度每升高1°C,VOC 降低1.7mv 或降低0.2%。
三、复合寿命
希望载流子的复合寿命越长越好,这主要是因为这样做ISC 大。在间接带隙半导体材料
如Si 中,离结100μm 处也产生相当多的载流子,所以希望它们的寿命能大于1μs。在直接
带隙材料,如GaAs 或Gu2S 中,只要10ns 的复合寿命就已足够长了。长寿命也会减小暗电流
并增大VOC。
达到长寿命的关键是在材料制备和电池的生产过程中,要避免形成复合中心。在加工
过程中,适当而且经常进行工艺处理,可以使复合中心移走,因而延长寿命。
四、光强
将太阳光聚焦于太阳电池,可使一个小小的太阳电池产生出大量的电能。设想光强被
浓缩了X 倍,单位电池面积的输入功率和JSC 都将增加X 倍,同时VOC 也随着增加(kT/q)lnX
倍。因而输出功率的增加将大大超过X 倍,而且聚光的结果也使转换效率提高了。
光伏发电可以解决农村自家的冬季用电取暖问题吗?
冬天来了,发电量收到了多方面的影响。
1、光照时长。我们都知道,冬天日照时间短,且阳光变弱,光伏电站的发电效率和发电时长都受到了很大的影响。
2、雾霾影响。雾霾这个新兴词汇诞生于我国的工业化进程,雾霾天气是一种大气污染状况,不仅危害了我们的日常生活,对于光照也有强烈的弱化作用,可以说,冬季雾霾天气是光伏电站发电量降低的一大杀手。
3、粉尘、灰尘。冬天降雨量小,常常是一个月内,没有一天是有降雨的。但是冬天气候又非常干燥,所以常常是半个月不清洗光伏组件,就会蒙上一层灰尘。所以,在冬季,光伏组件要时常清洗,10天左右清洗一次,保证光伏电站的发电量。另外,及时清洗光伏组件可以有效的延长光伏组件的使用寿命。
4、积雪。光伏组件上若有积雪覆盖,需及时清理,以防积雪结冰。保障光伏组件的发电量。但是要注意清扫积雪时,注意不要使用尖锐的铁铲清理,避免划伤光伏组件。
光伏发电系统从设计原理降解是可以进行采暖的,但需要结合实际上采暖费用来讲,是不可能用光伏发电解决农村采暖这个问题。尤其是这个费用没有哪一个普通的农村家庭可以承受的,除非家里有矿的除外。就现在农村进行试点的?煤改电?和?煤改气?采暖而言,很大一部人都还觉得价格比较烧煤高多了。
▲ 屋顶光伏
为何光伏发电不适合农村冬季采暖呢?在对于采暖这个事情而言它是需要一个持续性的工作情况,对于太阳能发电系统而言,它也只有在有阳光的情况下进行发电,这个时候可以用光伏发电带动一些采暖设备。而夜晚光伏发电系统是不会发电的,这个时候该如何解决。有人该说用蓄电池,这个确实是一个方法。但你有没有考虑到蓄电池的价格和使用年限,就如我们电瓶车的上蓄电池就需要400多元,还是便宜的,而且使用3-4年蓄电池存电情况就下降的非常厉害。
▲ 农村安装的基本都是并网
电采暖设施用电量情况农村家庭的面积基本在100米以上,对于这么大的采暖面积需要多大热量才可以满足。比如用空调采暖,2P的采暖面积基本在25平米左右,它的功率是4000瓦左右,整个需要大概16千瓦的电量。这么大的电量需要多大的光伏系统,一般农村家庭屋顶而言无法安装这么大的,并且考虑夜晚的使用情况,也就是需要蓄电,这样以来光伏板的功率还有增加一倍的情况,根本是无法在农村屋顶实现安装的。
必须为光伏离网发电系统这样的系统属于光伏离网发电系统,它的造价情况基本受蓄电池容量的价格影响比较大,基本都是在20元/瓦以上的价格,对于这个而言,在农村利用太阳能冬季采暖而言从设计原理上是可以实现的,但对于价格的投资情况,农村的普通家庭是不可能接受这样的价格,基本一套在10万以上费用。
总结:农村的普通用户而言是不可能采用光伏发电系统进行采暖的,主要就是这个造价问题与后期运行使用的费用太高了,没有人可以接受的。相比现在的煤改电采暖费用还要高,你觉得合适吗?并且这个蓄电池的造价太高不说,使用的年限还高。而冬季采暖的时间也就是4个月左右,不可能为了采暖投资这么大。