太陽能發電站，知道原理自己也可以做一個試試

隨著地球資源的日益貧乏，基礎能源的投資成本日益攀高，各種安全和污染隱患可謂是無處不在。太陽能作為一種「取之不盡，用之不竭」的安全、環保新能源越來越受到重視。這樣，太陽能照明產品隨著太陽能熱水器普及之後應然而生

1982年美國建成了一座1000萬千瓦的塔式太陽熱中間試驗電站。美國計劃到2000年，太陽能發電站[1] 總裝機容量將達4000萬千瓦。2000年和2020年，生產的電量佔總能量的百分比將是7%和25%。由於光熱轉換器（聚光器）需要佔據較大的空間採光受熱，設備偏大，以美國在加利福尼亞州計劃建一座1萬千瓦發電設備為例，集光裝置達40萬平方米，200萬千瓦，則需佔地50平方千米。據估計，大型太陽能發電站效率僅為30%左右。另外，太陽能發電站還需要有應付晚上和陰天用電需要的蓄電器，而所需的聚光器造價也較昂貴，發電經濟性差，因此，影響了廣泛地推廣和應用。

國內最早的太陽能熱發電示範電站是南京玻纖院春輝公司與以色列魏茲曼研究院合作的南京江寧區70kW塔式太陽能熱發電試驗工程，於2005年建成併發電成功。「十一五」期間，在國家863計劃支持下，中國科學院電工研究所等10家單位於北京八達嶺開始建設1MW的太陽能塔式熱發電實驗項目，這是亞洲首座太陽能塔式熱發電技術應用項目。該電站於2010年底實現併網發電，每年的發電量達到270萬千瓦時。

中國現狀

甘肅、山東、江蘇等在內的各地方政府都開始光熱發電項目的建設準備工作並制定相應規劃。目前國內規模最大的項目是內蒙古50兆瓦槽式太陽能熱發電項目，該項目落戶內蒙古鄂爾多斯市巴拉貢創業區，2011年6月開始招標。各大電力集團也開始積極布局，在全國各地開展光熱發電前期工作，並預留了大量土地以備將來的大規模擴張。

原理

太陽能發電系統主要包括：太陽能電池組件、控制器、蓄電池、逆變器、負載等組成。其中，太陽能電池組件和蓄電池為電源系統，控制器和逆變器為控制保護系統，負載為系統終端。

1．太陽能電池組件

太陽能電池組件是發電系統中的核心部分，其作用是將太陽的輻射能直接轉換為直流電，供負載使用或存貯於蓄電池內備用。一般根據用戶需要，將若干太陽能電池板按一定方式連接，組成太陽能電池方陣（陣列），再配上適當的支架及接線盒組成太陽能電池組件。

2．充電控制器

在太陽能發電系統中，充電控制器的基本作用是為蓄電池提供最佳的充電電流和電壓，快速、平穩、高效的為蓄電池充電，並在充電過程中減少損耗、盡量延長蓄電池的使用壽命；同時保護蓄電池，避免過充電和過放電現象的發生。高級的控制器可以同時記錄並顯示系統各種重要數據，如充電電流、電壓等。控制器主要功能如下：

1） 過充保護 避免蓄電池因充電電壓過高而造成損壞。

2） 過放保護 避免蓄電池因放電到過低的電壓而損壞。

3） 防反接功能 避免蓄電池及太陽能電池板因正負極接反而不能使用甚至釀成事故。

4） 防雷擊功能 避免因雷擊而損壞整個系統。

5） 溫度補償 主要針對溫差大的地方，保證蓄電池處於最佳的充電效果。

6） 定時功能 控制負載的工作時間，避免能源浪費。

7） 過流保護 當負載過大或短路時，自動切斷負載，保證系統的安全運。

8） 過熱保護 當系統工作溫度過高時，自動停止給負載供電，故障排除后，自動恢復正常工作。

9） 自動識別電壓 對於不同的系統工作電壓，自動識別，無須另外設置。

3．蓄電池

蓄電池作用是將太陽能電池方陣發出直流電貯存起來, 供負載使用。在光伏發電系統中, 蓄電池處於浮充放電狀態。白天太陽能電池方陣給蓄電池充電,同時方陣還給負載用電,晚上負載用電全部由蓄電池供給。因此, 要求蓄電池的自放電要小, 而且充電效率要高, 同時還要考慮價格和使用是否方便等因素。

4．逆變器

絕大多數用電器，如日光燈、電視機、電冰箱、電風扇和絕大多數動力機械等都是以交流電工作，要想這類用電器能正常工作，太陽能發電系統需要將直流電變換成交流電，具有這種功能的電力電子設備稱作逆變器。逆變器還具有自動穩壓功能，可改善光伏發電系統的供電質量。

發電需注意問題

太陽能光伏發電需要綜合考慮各種因素，只有掌握了準確的資料后，才能確定電池板的安裝方式、最低功率、規格（太陽能電池板每天的有效發電量必須太於負載的用電量）及蓄電池的容量、性能及控制方式。使產品達到最佳性價比。如果對相關因素的估算失誤，就會直接影響到獨立光伏發電系統性能和造價。

（1）現場的地理位置.。包括：地點、緯度、經度、海拔等。

（2）安裝地點的氣象條件。包括：逐月太陽能總輻射量，直接輻射量（或日照百分比），年平均氣溫，最長連續陰雨天數，最大風速及冰雹、降雪等特殊氣象情況。

（3）最大負載量。包括：負載每天工作時間及平均耗電量，連續陰雨天需工作的時間。

（4）負載用電特性，由於太陽能電池陣列輸出的電流是直流，如果負載是交流的話，需要經過逆變器的轉換，才能正常工作，這樣太陽能最終供給負載的能量損耗就增大，從而所需太陽能電池就會增大，導致太陽能供電系統造價增大。

（5）交流負載對電源的要求，交流負載除了需要更大的太陽能電池板外，對逆變器的要求也會因負載的不同而不同。一般來講純電阻性質的負載例如電熱絲，對逆變器要求不高，可用普通的修正波逆變器。而電視、電動機對電源要求相對要高，需要的逆變器功率及輸出特性都要高，需用大功率的正弦波的逆變器，才能保證負載能正常工作，不受干擾。負載要求不同，造價也不同。

（6）使用限制，由於部分國家和地區，對蓄電池有特定的環保要求，特別是鎳鎘電池在歐美國家受到嚴格限制，還有鉛酸電池在運輸方面也會受到限制，這些因素都將導致太陽能光電產品的造價增大。