看到人类今日用电的广泛和成熟程度,你可能会惊讶于世界发电历史其实只有短短数百年。
从火力发电、水力发电、核能发电、风力发电、地热发电到光伏发电,经历了从煤炭等对环境造成污染的常规能源发电方式到新能源发电的转变。
发电方式越来越多样化,满足社会用电需求。
太阳能光伏发电在不远的将来会占据世界能源消费的重要席位,不但要替代部分常规能源,而且将成为世界能源供应的主体。
现在世界各地包括中国都在出台一些利好政策,来支持光伏发电。
很多人都听说过或者在现实生活中见过光伏发电(见下图)对它的印象是清洁能源、节能,但对其具体原理和作用不甚了解。
本篇文章将从光伏发电原理、发展过程、优劣势、应用场景、商业模式几点讲透光伏发电,记得收藏起来~ 光伏发电原理光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。
主要由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成,主要部件由电子元器件构成。
太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。
很多专业名词我们不用特意了解,通俗一点来说,就是区别于传统的火力发电、水利发电等发电方式,光伏发电是通过一些设备把阳光转化成电能,让我们使用。
发展过程1839年,光伏概念出现。
早在一百多年前,法国科学家贝克雷尔就发现,光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。
这种现象后来被称为“光生伏特效应”,简称“光伏效应 ”。
1954年,光伏发电技术诞生。
在这一年,大名鼎鼎的美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室,首次制成了实用的单晶硅太阳电池,诞生了将太阳光能转换为电能的实用光伏发电技术。
20世纪70年代:光伏发电进入大众视野。
全球能源危机和大气污染问题日益突出,传统的燃料能源正在一天天减少,对环境造成的危害日益突出,人们希望可再生能源能够改变人类的能源结构,维持长远的可持续发展。
20世纪80年代后:太阳能成为焦点。
太阳能电池的种类不断增多、应用范围日益广阔、市场规模也逐步扩大。
20世纪90年代后,光伏发电快速发展。
到2006年,世界上已经建成了10多座兆瓦级光伏发电系统,6个兆瓦级的联网光伏电站。
美国是最早制定光伏发电的发展规划的国家。
日本后来居上,德国也在发展前列。
优劣势常规能源如石油、煤炭和天然气等都是有限的。
且中国的一次性能源储量远远低于世界的平均水平,大约只有世界总储量的10%。
所以太阳能是可优先考虑能源。
中国一直在响应国际号召,减少碳排放,时刻关注国际环境,由此,中国非常支持发展光伏产业,迅速赶超德国等国家,成为光伏发电大国。
光伏发电优势明显,但在普及上仍有一些痛点。
优点1、无枯竭危险,太阳能是取之不竭,用之不尽的;2、干净、清洁,无污染排放;3、不受地域限制,只要有阳光和屋面等裸露地区即可;4、无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电;5、建设周期短,获取能源花费的时间短。
缺点常规的光伏发电技术,在我国已经发展稳定,技术相对成熟,但也不代表是完美的,虽然优势很多,但目前普及起来仍有许多痛点。
1、太阳能电池板的生产具有一定的污染性;2、占用面积与照射的能量分布密度不成正比;3、获得的能源受季节、天气、早晚变化而变化,不是常态稳定的;4、相对于火力发电,光伏发电成本要高一些。
应用场景光伏发电常见的应用领域有:1、交通领域:航标灯、交通/铁路信号灯、交通警示/标志灯等;2、通讯/通信领域:太阳能无人值守微波中继站、光缆维护站、广播/通讯/寻呼电源系统;农村载波电话 光伏系统、小型通信机、士兵GPS供电;3、石油、海洋、气象领域:石油管道和水库闸门阴极保护太阳能电源系统、石油钻井平台生活及应急电源、海洋检测设备、气象/水文观测设备等;4、家庭灯具电源:如庭院灯、路灯、手提灯、野营灯、登山灯、垂钓灯、黑光灯、割胶灯、节能灯等;5、光伏电站:10KW-50MW独立光伏电站、风光(柴)互补电站、各种大型停车厂充电站等;6、太阳能建筑将太阳能发电与建筑材料相结合,使得未来的大型建筑实现电力自给,是未来一大发展方向;7、与汽车配套:太阳能汽车/电动车、电池充电设备、汽车空调、换气扇、冷饮箱等;8、其它的方面还包括太阳能制氢加燃料电池的再生发电系统、海水淡化设备供电、卫星、航天器、空间太阳能电站等。
商业模式随着技术的发展,光伏发电技术已经非常成熟,中小企业、公共单位、产业园区、大型CBD以及家庭等都可以利用光伏发电来满足用电需求,并能够达到营收目的。
节能和使用清洁能源是未来的方向,许多地区政府给支持光伏发电的企业和家庭发放补贴,以鼓励越来越多的企业和家庭支持光伏发电。
目前,市场上提供很多完整的配套的服务,形成了完善的商业模式。
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