在太阳能发电系统中,系统的总效率ηese由电池组件的PV转换率、控制器效率、蓄电池效率、逆变器效率及负载的效率等组成。但相对于太阳能电池技术来讲,要比控制器、逆变器及照明负载等其它单元的技术及生产水平要成熟得多,而且目前系统的转换率只有17%左右。 因此提高电池组件的转换率,降低单位功率造价是太阳能发电产业化的重点和难点。太阳能电池问世以来,晶体硅作为主角材料保持着统治地位。目前对硅电池转换率的研究,主要围绕着加大吸能面,如双面电池,减小反射;运用吸杂技术减小半导体材料的复合;电池超薄型化;改进理论,建立新模型;聚光电池等。 绿色照明系统优化设计,要求低能耗下获得高的光效输出,并延长灯的使用寿命。因此DC-AC逆变器设计,应获得合理的灯丝预热时间和激励灯管的电压和电流波形。目前处在研究开发中的太阳能照明光源激励方式有四种典型电路:①自激推挽振荡电路,通过灯丝串联启辉器预热启动。 该光源系统的主要参数是:输入电压DC=12V,输出光效>495Lm/支,灯管额定效率9W,有效寿命3200h,连续开启次数>1000次。②自激推挽振荡(简单式)电路,该光源系统的主要参数是:输入电压DC=12V,灯管功率9W,输出光效315Lm/支,连续启动次数>1500次。③自激单管振荡电路,灯丝串联继电器预热启动方式。④自激单管振荡(简单式)电路等方式的gao效节能绿色光源。 利用太阳能发电有两大类型,一类是太阳光发电(亦称太阳能光发电),另一类是太阳热发电(亦称太阳能热发电)。 太阳能光发电是将太阳能直接转变成电能的一种发电方式。它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电四种形式,在光化学发电中有电化学光伏电池、光电解电池和光催化电池。 太阳能热发电是先将太阳能转化为热能,再将热能转化成电能,它有两种转化方式。一种是将太阳热能直接转化成电能,如半导体或金属材料的温差发电,真空器件中的热电子和热电离子发电,碱金属热电转换,以及磁流体发电等。 另一种方式是将太阳热能通过热机(如汽轮机)带动发电机发电,与常规热力发电类似,只不过是其热能不是来自燃料,而是来自太阳能。 新能源要同时符合两个条件:一是蕴藏丰富不会枯竭;二是安全、干净,不会威胁人类和破坏环境。目前找到的新能源主要有两种,一是太阳能,二是燃料电池。 另外,风力发电也可算是辅助性的新能源。其中,zui理想的新能源是太阳能。理想的新能源照射在地球上的太阳能非常巨大,大约40分钟照射在地球上的太阳能,足以供人类一年能量的消费。 可以说,太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源。而且太阳能发电jue对干净,不产生公害。所以太阳能发电被誉为是理想的能源。 从太阳能获得电力,需通过太阳电池进行光电变换来实现。它同以往其他电源发电原理完全不同,具有以下特点:①无枯竭危险;②jue对干净(无公害);③不受资源分布地域的限制;④可在用电处就近发电;⑤能源质量高;⑥使用者从感情上容易接受;⑦获取能源花费的时间短。不足之处是:①照射的能量分布密度小,即要占用巨大面积;②获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。但总的说来,瑕不掩瑜,作为新能源,太阳能具有极大优点,因此受到世界各国的重视。 要使太阳能发电真正达到实用水平,一是要提高太阳能光电变换效率并降低其成本,二是要实现太阳能发电同现在的电网联网。 目前,太阳能电池主要有单晶硅、多晶硅、非晶态硅三种。单晶硅太阳电池变换效率zui高,已达20%以上,但价格也zui贵。非晶态硅太阳电池变换效率zui低,但价格zui便宜,今后有希望用于一般发电的将是这种电池。 一旦它的大面积组件光电变换效率达到10%,每瓦发电设备价格降到1-2美元时,便足以同现在的发电方式竞争。估计本世纪末便可达到这一水平。 当然,特殊用途和实验室中用的太阳电池效率要高得多,如美国波音公司开发的由砷化镓半导体同锑化镓半导体重叠而成的太阳电池,光电变换效率可达36%,快赶上了燃煤发电的效率。但由于它太贵,目前只能限于在卫星上使用。