太阳能光伏发电效率的影响因素分析

1、太阳能光伏发电效率的影响因素分析作者：刘培良来源：科技创新导报2013年第27期刘培良(横店集团东磁股份有限公司浙江东阳322118)摘要：随着社会生产力的不断提高，我国的经济得到快速发展，能源问题也越来越受到人 们的关注和重视。能源的开发是所有国家都十分重视的问题，能源的有效利用关系着我国各个 领域的来良好发展。太阳能最为一种非常重要的新能源，利用太阳能光伏进行发电的研究也越 来越深入，该文从几个方面进行研究分析了太阳能光伏发电效率的影响因素。关键词：太阳能 光伏发电效率 影响因素中图分类号：TM615文献标识码:A 文章编号：1674-098X(2013)09(c)-0064-01目前，石

2、油、煤炭等能源无节制的使用，不但造成我国能源紧张，还导致温室效应、空气 污染、水质土地污染等环境污染问题越来越严重。能源短缺严重制约了我国各个领域的发展， 环境污染严重影响着人们的生活环境。能源危机使我们更加认识到发展新能源，发展低碳经济 的重要性。太阳能作为一种无污染、永不衰竭的新能源，越来越受到各个国家的重视和发展。 因此研究影响太阳能光伏发电效率的影响因素，对于提高太阳能发电效率和太阳能利用率有着 重要影响，对保护环境和推动经济发展都有着重要的影响。1太阳能光伏发电的基本原理当太阳光照射太阳电池板时，一部分光子被电池板中的硅材料吸收，完成能量的传递，硅 原子带上能量后，使电子完成漂移，在

3、电池中形成一定的电位差，当太阳能电池板在电路中接 通时，就有电流从电池中流出，作为外部电路的电源，这个过程主要是光子能量传递给电子， 光能转换成电能的过程，利用这种原理，把若干个太阳能电池板连接起来，按照一定的排列方 式，采用串联或者并联的方式，将电能传递到太阳能光伏发电储能装置中，然后再通过直流交 流变换装置，将直流电变为交流电，供外部的电路使用，最终通过配电网的配电变压器输送到 整个电网中，完成太阳能光伏发电的过程。2 太阳能光伏发电的影响因素太阳到达地球的辐射量受到自然条件的影响，如太阳的高度角、地球的经度和纬度、大气 层、太阳的日照时间长度以及地区海拔等因素的影响。2.1地球的经度和纬

4、度太阳的高度角对太阳到达地球的辐射强度有着重要的影响，纬度越高的地区，太阳高度角 越小，这样的地区太阳辐射强度也越小；纬度较低的地区，太阳高度角很大，这样的地区接受 到的太阳辐射量越强。因此，纬度越低的地区越适合发展太阳能光伏发电，这样发电的效率和 太阳能光伏发电的利用率越高。2.2大气层的透明度大气层的透明度和地区的海拔高度对太阳的辐射量也有着较大的影响。在天气晴朗的时候， 大气层透明度，空气稀薄，太阳穿过大气层的时候损失的能量较少，这样到达地球的太阳辐射 量会很高；如果乌云满天，空气质量差，太阳光在传播的过程中，损失了大量的能量，当到达 地球辐射量的强度就被大大减弱了。在海拔比较高的地区，

5、如我国的青海、西藏，这样的地区 空气稀薄，太阳光在达到地球的过程中遇到的阻碍比较少，这种地区的太阳光辐射量很强，高 海拔的地区比低海拔的地区能更加有效的利用太阳能光伏发电。2.3太阳的日照时间太阳的日照时间也是影响太阳的辐射量的一个重要因素。太阳的日照时间越长，地球上的 太阳辐射量越多，例如夏季，太阳的日照时间比较长，这样长时间的太阳日照大大增加了到达 地球的太阳辐射量，夏季太阳能光伏发电的效率更高。2.4太阳能电池板的材料太阳能电池板的质量直接影响着太阳能光伏发电的发电效率，太阳能电池板最重要的是它 的制作材料，太阳能电池板的材料和质量是近年来各个国家主要研究的主要方面。目前太阳能 电池板的

6、材料主要是半导体材料，根据不同的制作材料，太阳能电池有很多种，其中应用最为 广泛的就是硅太阳能电池板。硅太阳能电池板主要是由单晶体和多晶体硅材料构成的，在全世 界的生产规模最大，硅太阳能电池的制作工艺已经很先进，硅太阳能电池性能稳定、发电效率 高、散热性能好，使用价值极高，在很多国家都已经广泛推行。2.5逆变器的工作效率逆变器的工作效率是影响太阳能光伏发电效率的一个重要因素。由于逆变器的功率比较大， 在高负荷供电时，它的工作可以保持在90%甚至95%，但是在低负荷供电时，逆变器的工作效率 受到很大影响，因此逆变器的工作效率对太阳能光伏发电效率有着重要影响，对于降低发电成 本也有着重要的影响。因

7、此，在选择逆变器时应选择自身功力损耗较小的，这样可以提高逆变 器的效率，降低成本。为了提高逆变器的工作效率，逆变器应该具有跟踪控制功能，时时的根 据太阳能辐射量的强弱来发生变化，根据日出日落进行自动的开关。2.6最大功率峰值跟踪的影响逆变器工作在光伏阵列的电流-电压曲线上的位置确定着逆变器输入的直流功功率的大小， 在理想的工作状态下，逆变器工作的太阳能光伏阵列的功率的最大峰值。随着环境的改变，一 天之中的各个时段，太阳光的温度和太阳的辐射量，逆变器工作的最大峰值是不一样的。在太 阳能光伏发电系统中，有一个用于最大功率峰值跟踪的一个设备称为运算器，逆变器通过运算 器和光伏阵列联系起来，可以提高逆

8、变器的工作效率，最大化的转移能量。目前有很多逆变器 的最大功率峰值跟踪的运算方法，他们有不同的参数，电压、电流、电容等。但很多运算方法 都有一定的局限性，使得逆变器的最大功率跟踪达不到要求的效率。3提高太阳能光伏发电效率的方法太阳能光伏发电项目是一个新兴的产业项目，整个产业还处在初级探索阶段，想要提高太 阳能光伏发电的效率，首先，我们应该继续投入较大的精力和时间去研究太阳能电池板的新材 料，太阳能电池板的材料影响着太阳能电池的光电转换和传递效率；其次，我们要继续研究分 析太阳能光伏发电的最大功率峰值的跟踪方法，提高逆变器的工作效率和利用率；再次，太阳 能光伏发电中的太阳能电池板的阵列的优化组合

9、也影响着发电效率，我们要继续研究天阳能电 池板的优化组合；最后，提高太阳能光伏发电效率后，最主要的我们要把电能并入到电网中，我们要继续开发太阳能发电的并网的技术，减少太阳能发电并入电网中，对电网产生的动荡和 冲击。4结语太阳是我们人类共同的资源，取之不尽用之不竭，太阳能资源对我们的环境不仅没有污染， 而且科学合理地利用太阳能否资源还可以给我们带来很多的社会效益。通过提高太阳能光伏发 电的发电效率，来增强太阳能的利用效率，可以选择在低纬度、空气透明度高、太阳日照时间 长的地方进行太阳能光伏发电产业，通过继续研究太阳能电池板的材料、最大峰值跟踪方法和 太阳能光伏发电并网技术。对太阳能光伏发电产业中出现的问题，及时的采取有效的方法和相 应的措施，使我国的太阳能光伏发电产业不断发展和进步，为我国各个领域的发展