“破冰”光伏

胡一韜

【摘要】一直以來，全球環(huán)境在經(jīng)濟飛速發(fā)展中不斷的暴露出各種各樣的問題，甚至誘發(fā)了許多本可避免的沖突事件的發(fā)生。由此，尋求可持續(xù)能源，加速可再生能源的開發(fā)利用，保護自然生態(tài)環(huán)境，成為了當(dāng)今時代發(fā)展的迫切需求。當(dāng)前，太陽能成為較為理想的可再生能源，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)由集中式和分布式兩種主要形式組成。其中，本案著重討論的均益安聯(lián)PV-LED技術(shù)隸屬于分布式太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，同時具備自身的特征優(yōu)勢。

【關(guān)鍵詞】太陽能;光伏發(fā)電;產(chǎn)業(yè)發(fā)展

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.24.

1、高效非逆變PV-LED智能控制系統(tǒng)

PV-LED系統(tǒng)全稱為Photovoltaic-Light-Emitting Diode（光伏發(fā)電直接驅(qū)動半導(dǎo)體發(fā)光），是將太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)與建筑一體化設(shè)計，采用高效非逆變和智能控制技術(shù)，將太陽能電池組件-控制系統(tǒng)-并網(wǎng)-儲能-LED燈具有機組合，構(gòu)建成一個太陽能發(fā)電、用電的直流應(yīng)用系統(tǒng)，并根據(jù)建筑條件進(jìn)行設(shè)計、生產(chǎn)、安裝、維護，從而優(yōu)化建筑照明用電結(jié)構(gòu)，以直流的光伏電力搭配直流的LED燈具，解決建筑內(nèi)公共區(qū)域的照明需求，達(dá)到節(jié)能減排、降低成本的綜合目的[1]。均益安聯(lián)所提出的PV-LED概念將太陽能光伏與綠色新光源LED相結(jié)合，創(chuàng)造出“高效非逆變”技術(shù)。

“高效非逆變”技術(shù)是利用太陽能光伏的直流特點，同直流LED相結(jié)合，采用“三元供電，二元用電”智能控制技術(shù)，用于24小時需要照明的地下車庫和樓道等場所，替換傳統(tǒng)照明，解決了光伏發(fā)電輸出因為太陽溫度高度角等一系列可變因素造成不穩(wěn)定與用電負(fù)載相對確定的矛盾，智能合理分配能源，綜合理論節(jié)電率高達(dá)90%，真正意義上實現(xiàn)了對太陽能光伏電力的有效控制，保證系統(tǒng)整體的效率和可靠性。

2、PV-LED設(shè)備說明

2.1 太陽能電池組件

本項目太陽能電池板采用高效單晶硅片，是世界領(lǐng)先的IBC（交指式背電極）背接觸式太陽能電池技術(shù)，吸收光譜范圍更寬，轉(zhuǎn)換效率高達(dá)21.4%。發(fā)電量比普通單晶硅要高出30%以上，因此可以相對減少電池板的面積比，最大限度地減少屋頂空間的占用。電池組件選用轉(zhuǎn)化效率16%以上，特別是對樓層高的建筑有很大的利用價值。

2.2高效非逆變控制系統(tǒng)

逆變系統(tǒng)是將直流轉(zhuǎn)換成交流的換流系統(tǒng)，而本項目的產(chǎn)品是采用高效非逆變技術(shù)全系統(tǒng)直流低壓，實行“三元”供電、“二元”用電：白天、晴天光伏直通照明，多余部分給儲能單元充電，供負(fù)載夜間使用[2];當(dāng)遇到天氣不理想的情況，系統(tǒng)智能判斷蓄電池電壓不足的時候自動換用市電進(jìn)行補充。

2.3 LED照明負(fù)載

LED（LightingEmittingDiode）照明即是發(fā)光二極管照明，是一種半導(dǎo)體固體發(fā)光器件。它是利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料，在半導(dǎo)體中通過載流子發(fā)生復(fù)合放出過剩的能量而引起光子發(fā)射。不含汞、鉛等對環(huán)境污染很大的重金屬，發(fā)光時不會產(chǎn)生紫外線，光源旁使環(huán)境變得更加干凈衛(wèi)整潔;金屬殼恒流驅(qū)動的創(chuàng)新設(shè)計使產(chǎn)品電能轉(zhuǎn)換成光效率非常高。LED的工作電壓低，多為1.4-3V;普通LED工作電流僅為10mA，超高亮度的也不過1A。同時通過智能控制系統(tǒng)，采用不同的開啟方式，達(dá)到良好的照度效果。

3、設(shè)計參數(shù)對比

分布式逆變電站照明系統(tǒng)不僅占用屋頂面積比PV-LED系統(tǒng)大數(shù)倍，而且為滿足同等面積地下車庫照明用電量需求的一次性投資額大，投資回收期長，投資收益率低。

分布式逆變電站照明系統(tǒng)與PV-LED照明系統(tǒng)在同產(chǎn)出情況下的經(jīng)濟性分析比較綜述見下表：（以10000平米地下車庫照明面積的普通項目為例）

以10000平米地下車庫照明工程為例，PV-LED系統(tǒng)太陽能光伏組件采用高效單晶硅電池組件，裝機容量預(yù)計為12000Wp;在不考慮天氣因素的情況下，計入組件發(fā)電效率遞減（按國家標(biāo)準(zhǔn)組件20年內(nèi)發(fā)電效率衰減不超過15%）因素，年均發(fā)電量1.5萬度（12000×1.5×0.85）。

由于PV-LED系統(tǒng)配置的光伏裝機容量考慮了組件衰減因素，可以保證20年的穩(wěn)定節(jié)能效果。

4、PV-LED系統(tǒng)應(yīng)用特點注意事項

根據(jù)產(chǎn)品介紹及設(shè)計過程中的考量，本系統(tǒng)的主要特點為：屋頂光伏，直發(fā)直用;獨立配置，兼?zhèn)鋺?yīng)急;低壓直流，安全可靠;光伏蓄能，專用長效;組合照明，智能控制。

結(jié)語：

PV-LED項目是順應(yīng)時代，探尋光伏產(chǎn)業(yè)長期和穩(wěn)定的應(yīng)用出路，它突破光伏應(yīng)用技術(shù)與經(jīng)濟瓶頸，打開光伏應(yīng)用的市場化大門，技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)品，是當(dāng)今科技時代的產(chǎn)物。這種低碳環(huán)保的照明技術(shù)，將是現(xiàn)代建筑照明的發(fā)展導(dǎo)向，多利用可再生能源，提高能源效率，保護生態(tài)環(huán)境，將是我們這個時代的真正主流發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉超.車庫項目PV-LED光伏照明設(shè)計[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊，2015，24

[2]楊軍.太陽能光伏發(fā)電前景展望[J].沿海企業(yè)與科技，2005（8）