太阳能光伏板阳光房的市场应用与前景分析

来源:2017-2018分析报告 查看原文  时间:2018-7-13

本篇文章内容由[中国幕墙网]编辑部整理发布:

  1.太阳能光伏

  1.1: 太阳能光伏解释

  太阳能光伏发电系统是利用太阳电池半导体材料的光伏效应,将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统,有独立运行和并网运行两种方式。独立运行的光伏发电系统需要有蓄电池作为储能装置,主要用于无电网的边远地区和人口分散地区,整个系统造价很高;在有公共电网的地区,光伏发电系统与电网连接并网运行,省去蓄电池,不仅可以大幅度降低造价,而且具有更高的发电效率和更好的环保性能。

  1.2:概述

  1.2.1:太阳能发电分为光热发电和光伏发电。通常说的太阳能发电指的是太阳能光伏发电,简称“光电”。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。这种技术的关键元件是太阳能电池。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。

  1.2.2:理论上讲,光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合,上至航天器,下至家用电源,大到兆瓦级电站,小到玩具,光伏电源无处不在。太阳能光伏发电的最基本元件是太阳能电池(片),有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。其中,单晶和多晶电池用量最大,非晶电池用于一些小系统和计算器辅助电源等。中国国产晶体硅电池效率在10至13%左右,国际上同类产品效率约12至14%。由一个或多个太阳能电池片组成的太阳能电池板称为光伏组件。光伏发电产品主要用于三大方面:一是为无电场合提供电源;二是太阳能日用电子产品,如各类太阳能充电器、太阳能路灯和太阳能草地各种灯具等;三是并网发电,这在发达国家已经大面积推广实施。到2009年,中国并网发电还未开始全面推广,不过,2008年北京奥运会部分用电是由太阳能发电和风力发电提供的。

  1.2.3:据预测,太阳能光伏发电在21世纪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。预计到2030年,可再生能源在总能源结构中将占到30%以上,而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到10%以上;到2040年,可再生能源将占总能耗的50%以上,太阳能光伏发电将占总电力的20%以上;到21世纪末,可再生能源在能源结构中将占到80%以上,太阳能发电将占到60%以上。这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域重要的战略地位。

  1.3: 光伏技术

  太阳是能量的天然来源。地球上每一个活着的生物之所以具有发挥作用的能力,甚至于是它的生存,都是由于直接或间接来自于太阳的能量。我们的地球处在离太阳差不多有一亿英里的地方。它所截取的辐射能已经少到令人难以置信的程度,即大约千万分之三,即使这么小的一点能量,实际上比整个世界现有的发电能力还大十万倍!全世界尤其是工业发达国家开始感到能量短缺,因此,人们开始求助于太阳能,以解决能源危机。

  太阳能每天都能无限供应,而且数量庞大。如果在大的电厂利用,就减少了温室效应,有些能源专家和环境保护的专家则认为,在满足人类今后能量需要方面,太阳能的热影响比任何其他替换品的热影响要小得多。作为一种不污染环境,又取之不尽的新能源,它无处不在。尤其是在电力供力方面,有专家认为太阳能发电最终将在电力供应中占20%。

  太阳能是一种辐射能,太阳能发电意味着---要将太阳光直接转换成电能,它必须借助于能量转换器才能转换成为电能。将光能直接转换成电能的过程确切地说应叫光伏效应。不需要借助其它任何机械部件,光线中的能量被半导体器件的电子获得,于是就产生了电能。这种把光能转换成为电能的能量转换器,就是太阳能电池。太阳能电池也同晶体管一样,是由半导体组成的。它的主要材料是硅,也有一些其他合金。用于制造太阳能电池的高纯硅,要经过特殊的提纯处理制作。太阳能电池只要受到阳光或灯光的照射,就能够把光能转变为电能,使电流从一方流向另一方,一般就可发出相当于所接收光能的10~20% 的电来。一般来说,光线越强,产生的电能就越多。为了使太阳能电池板最大限度地减少光反射,将光能转变为电能,一般在它的上面都蒙上一层可防止光反射的膜,使太阳能板的表面呈紫色。它的工作原理的基础是半导体PN结的光生伏打效应。所谓光生伏打效应就是当物体受光照时,物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。当太阳光或其他光照射半导体的PN结时,就会在PN结的两边出现电压(叫做光生电压)。这种现象就是著名的光生伏打效应。使PN结短路,就会产生电流。

  太阳能发电的主要优点在于:太阳能电池可以设置在房顶等平时不使用的空间,无噪音、寿命长,而且一旦设置完毕就几乎不要需要调整。现在只要将屋顶上排满太阳能电池,就可以实现家中用电的自给。现今太阳能的主要用途已不再是小规模的,从性质上来说,是专业化的。它从军事领域、通信领域到城市建设领域等都起到了重大的作用。委内瑞拉还推出廉价太阳能车、欧洲科学家研制出轻便的可穿在身上的太阳能电池。太阳能的利用存在着巨大的发展空间,有关的技术有可能在短时间内实现突破。它已被许多发达国家作为其能源战略的一个重要组成部分。

  1.4: 光伏板

  光伏板组件是一种暴露在阳光下便会集热,将光能转换为直流电的发电装置,由几乎全部以半导体物料(例如硅)制成的薄身固体光伏电池组成。由于没有活动的部分,故可以长时间操作而不会导致任何损耗。简单的光伏电池可为手表及计算机提供能源,较复杂的光伏系统可为房屋提供照明,并为电网供电。光伏板组件可以制成不同形状,而组件又可连接,以产生更多电力。天台及建筑物表面均会使用光伏板组件,甚至被用作窗户、天窗或遮蔽装置的一部分,这些光伏设施通常被称为附设于建筑物的光伏系统。

  1.5: 功率计算

  太阳能交流发电系统是由太阳电池板、充电控制器、逆变器和蓄电池共同组成;太阳能直流发电系统则不包括逆变器。为了使太阳能发电系统能为负载提供足够的电源,就要根据用电器的功率,合理选择各部件。下面以100W输出功率,每天使用6个小时为例,介绍一下计算方法:

  1.5.1:首先应计算出每天消耗的瓦时数(包括逆变器的损耗):若逆变器的转换效率为90%,则当输出功率为100W时,则实际需要输出功率应为100W/90%=111W;若按每天使用5小时,则耗电量为111W*5小时=555Wh。

  1.5.2:计算太阳能电池板:按每日有效日照时间为6小时计算,再考虑到充电效率和充电过程中的损耗,太阳能电池板的输出功率应为555Wh/6h/70%=130W。其中70%是充电过程中,太阳能电池板的实际使用功率。

  1.6: 优点

  与常用的发电系统相比,太阳能光伏发电的优点主要体现在:

  太阳能发电被称为最理想的新能源。①无枯竭危险;②安全可靠,无噪声,无污染排放外,绝对干净(无公害);③不受资源分布地域的限制,可利用建筑屋面的优势;④无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电;⑤能源质量高;⑥使用者从感情上容易接受;⑦建设周期短,获取能源花费的时间短。

  2.太阳能光伏板阳光房

  2.1: 太阳能光伏板阳光房概述

  2.1.1:铭帝铝业自主研发设计的YGF130系列全铝合金太阳能光伏板阳光房,顶部采用钢化太阳能光伏电池板,能透光、同时还能发电,强度高、安全性强、不漏水、美观大气,使用年限至少30年以上,可以把照射在其表面的太阳能辐射能转换成直流电,光伏发电是利用太阳能电池半导体材料的光伏效应,将太阳光福射能直接转换为电能的一种新型发电系统,太阳能光伏发电,有良好的经济和社会效益,作为绿色环保新型能源,太阳能取之不尽,有效地促进节能减排。

  2.1.2:阳光房也称为玻璃房,采用玻璃与金属框架搭建的全明非传统建筑,以达到享受阳光,亲近自然的目的。阳光房是国内外追求自然、时尚人士所推崇的建筑。冬日在宽大透亮的阳光房里摆上圆桌,座椅,泡杯茶,看看报纸,约三五好友一起享受冬日暖阳,闲适而惬意。然而夏天,就没那么舒服了!因为没有合适的遮阳措施,在阳光炙烤下,犹如小火炉。但如果我们在阳光房上面加装一层光伏发电设备,不仅遮挡了阳光,减少紫外线的直接照射入,还能提供自家日常用电,更重要的是以后不仅用电不花钱,还能赚钱。

  2.1.3:考虑到阳光房的透光性,现在阳光房用户房顶多采用的双玻透光组件,进行安装。双玻组件即双面玻璃晶体硅太阳电池组件,作为一种新型建筑材料,它有着美观、透光可控、节能发电的优点。不仅能够美化建筑,还可以遮风挡雨。主要应用在凉亭、阳光房、玻璃建筑顶棚、玻璃幕墙上等等。

  2.1.4:铭帝铝业自主研发设计的YGF130系列全铝合金太阳能光伏板阳光房,结构新颖,美观大方,屋顶花边装饰线条感强,包边及水槽弧形面装饰效果美观,水槽与屋檐之间采用搭扣连接,加工方便,充分考虑阳光房的承重性,主立柱宽度为130mm,主型材壁厚为3mm,人字顶与屋顶立柱可根据实际情况加钢管增加整体强度,屋顶玻璃槽口采用活动式,玻璃槽口尺寸根据玻璃选择情况控制到13mm到36mm之间,方便加工。设计有专用的电动遥控天窗型材,屋顶安装太阳能光伏板、通风器及电动开启装置,功能丰富,高端环保,产品广泛应用于会所、阳台、屋顶花园等。

  2.2工作原理

  太阳能光伏板阳光房其顶部采用钢化太阳能光伏电池板,太阳能光伏电池板是由一个或多个太阳能电池片组成成为太阳能电池板。太阳能电池是具有把光转换成电特性的一种半导体器件,它可以把照射在其表面的太阳能辐射能转换成直流电,太阳能电池板是光伏发电系统/产品中的最基本的组件,也是太阳能光伏发电系统中的核心部分。它的最大作用是将太阳能转化为电能贮存到蓄电池中。

  2.3: 太阳能光伏板阳光房特点

  能发电、强度高、安全性强、不漏水、造型美观、节能环保、安装简单、使用寿命长、维护少、采光效果佳、遮阳降温、安全可靠。

  2.4: 太阳能光伏板阳光房与传统阳光房对比

  普通阳光房顶部是普通钢化玻璃,太阳能阳光房顶部是钢化太阳能电池板,这种高科技的太阳能电池板表面镀膜,能透光、同时还能发电,强度更高、更安全、不漏水,是目前世界上最先进的太阳能电池板,使用年限至少30年以上!

  当太阳照射到阳光房时,大部分阳光被太阳能电池吸收转化为电能,正常一部分阳光进入阳光房内,太阳能电池板能阻挡紫外线,所以有效降低了阳光房内过高的温度,让阳光房真正成为人们享乐之所。同时阳光房发的电还可以供家庭使用,享受阳光的同时还能获得免费的太阳能电能。

  太阳能阳光房与传统阳光房相比,有两大亮点:一是居住更舒适,房内温度不会那么高了,喝茶、聊天、听音乐,轻松享受生活;二是会发电会赚钱,一个15-20平米的阳光房年发电效益3000元以上,面积越大发电越多,自发自用,用不完卖给国家,还能拿补贴,一个50平米的阳光房年发电效益能达到7000元以上,真正的让太阳为我们赚钱!经济效益强。

  2.5: 太阳能光伏板阳光房发展趋势

  随着社会的不断发展,人们生活条件的改善,在自家楼顶或者阳台露台建造阳光房成为多数人的奢求。但很多做了传统阳光房的业主们,应该都会有个共同的感受,就是在炎热酷暑的夏天,阳光房就像个桑拿房,房内温度过高人都很难进去,更别说享受了,如今太阳能光伏板阳光房的时代已经来临,据预测,太阳能光伏发电会在21世纪占据世界能源消费的重要席位,不但要替代部份常规能源,而且将成为世界能源供应的主体。太阳能光伏板阳光房具备广阔的市场发展前景。


  作者:龚怡林
来源:2017-2018分析报告
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