太陽能交流發電系統是由太陽電池板、充電控制器、逆變器和蓄電池共同組成;太陽能直流發電系統則不包括逆變器。為了使太陽能發電系統能為負載提供足夠的電源,就要根據用電器的功率,合理選擇各部件。下面以100W輸出功率,每天使用6個小時為例,介紹一下計算方法:
應計算出每天消耗的瓦時數(包括逆變器的損耗):
若逆變器的轉換效率為90%,則當輸出功率為100W時,則實際需要輸出功率應為100W/90%≈111W;若按每天使用5小時,則耗電量為111W×5h=555Wh。
計算太陽能電池板:
按每日有效日照時間為6小時計算,再考慮到充電效率和充電過程中的損耗,太陽能電池板的輸出功率應為555Wh/6h/70%=130W。其中70%是充電過程中,太陽能電池板的實際使用功率。
許多國家正在制訂中長期太陽能開發計劃,準備在21世紀大規模開發太陽能,美國能源部推出的是國家光伏計劃,日本推出的是陽光計劃。NREL光伏計劃是美國國家光伏計劃的一項重要的內容,該計劃在單晶硅和器件、薄膜光伏技術、PVMaT、光伏組件以及系統性能和工程、 光伏應用和市場開發等5個領域開展研究工作。
市場上銷售的光伏電池主要是單晶硅為原料生產的。由于單晶硅電池生產能耗大,一些認為現有單晶硅電池生產能耗大于其生命周期內捕獲的太陽能,是沒有價值的。樂觀的估計是需要10年左右時間,使用單晶硅電池所獲得的太陽能才能大于其生產所消耗的能量。而單晶硅是石英砂經還原,融化后拉單晶得到的。生產過程能耗大,產生的有毒有害物質多,環境污染嚴重。國外紛紛將其轉移到中國生產。我國各地大上單晶硅及單晶硅電池生產線。
單晶硅光伏電池生產技術雖然很成熟,然而還在不斷發展,其他各種光伏電池技術也在不斷涌現。光伏電池的成本和光電轉換效率離真正市場化還有很大差距,光伏電池市場主要靠各國財政補貼。歐洲市場光伏發電補貼高達每度電1元以上。今后,要使光伏電池大規模應用,不斷改進光伏電池效率和生產成本,在這個過程中,生產技術和產品會不斷更新換代。其更新換代周期短,僅3-5年。光伏電池生產企業投資大,回收周期長,由于技術更新快,國內企業,如果不掌握技術,及時更新技術,就會很快被淘汰,很可能不能收回投資。
從長遠來看,隨著太陽能電池制造技術的改進以及新的光—電轉換裝置的發明,各國對環境的保護和對再生清潔能源的需求,太陽能電池仍將是利用太陽輻射能比較切實可行的方法,可為人類未來大規模地利用太陽能開辟廣闊的前景。