一、太陽能光伏發電對人體有輻射嗎
光伏系統有電(dian)磁輻射,但比較少,采用合格的(de)(de)設備(bei),不會對(dui)人體(ti)造(zao)成傷害和對(dui)家用電(dian)器(qi)造(zao)成干擾。光伏組件是直流電(dian),不會產生輻射,逆變器(qi)的(de)(de)輻射嚴格控制在安全范圍(wei)內。
光伏發電是將光能通過半導體的特性直接轉化為直流電能的,再通過逆變器將直流電轉換成可以被我們使用的交流電。光伏系統是由光伏組件,支架,直流電纜,逆變器,交流電纜,配電柜,變壓器等組成,其中支架不帶電,自然不會產生電磁干擾。光伏組件和直流電纜,里面是直流電流,方向沒有變化,只能產生電場,不能產生磁場。輸出變壓器雖然是交流電,但頻率很低,只有50Hz,產生的磁場很低。逆變器是把直流電轉為交流電的設備,里面有電力電子變換,頻率一般為5-20KHz,因此會產生交變電場,所以也會產生電磁輻射。但國家對光伏(fu)逆變器電(dian)磁(ci)兼(jian)容性有嚴(yan)格(ge)的(de)標準(zhun)。光伏(fu)逆變器的(de)電(dian)磁(ci)輻射,同家用電(dian)器相比,大(da)約和(he)筆(bi)記(ji)本(ben)電(dian)腦差不多(duo),低于電(dian)磁(ci)爐,電(dian)吹風,冰箱。
因(yin)此,太陽能(neng)光伏發電不(bu)僅不(bu)會(hui)對人的健(jian)康產生危害,還可以為地球(qiu)提供綠色清潔的優質(zhi)能(neng)源(yuan),是人類未(wei)來能(neng)源(yuan)發展方向(xiang)。
二、太陽能光伏發電的優缺點
(一)優點
1、太(tai)陽(yang)能資源取之不盡(jin),用之不竭,照射到地(di)球上(shang)的(de)太(tai)陽(yang)能要比(bi)人類目前消(xiao)耗的(de)能量大6000倍(bei)。而且太(tai)陽(yang)能在地(di)球上(shang)分布(bu)廣泛,只要有光照的(de)地(di)方(fang)就可以(yi)使用光伏(fu)發(fa)電系統,不受地(di)域、海拔等因素(su)的(de)限制。
2、太陽能資源隨處(chu)可(ke)得,可(ke)就近供電(dian),不必長距離輸(shu)送,避免(mian)了長距離輸(shu)電(dian)線路所造成的電(dian)能損失。
3、光伏發電(dian)(dian)的能(neng)量(liang)轉(zhuan)換(huan)過(guo)程簡單,是(shi)直接從光能(neng)到電(dian)(dian)能(neng)的轉(zhuan)換(huan),沒有中間過(guo)程(如熱能(neng)轉(zhuan)換(huan)為機(ji)械(xie)能(neng)、機(ji)械(xie)能(neng)轉(zhuan)換(huan)為電(dian)(dian)磁能(neng)等)和(he)機(ji)械(xie)運動(dong),不存在機(ji)械(xie)磨損。根據熱力學分析,光伏發電(dian)(dian)具有很高的理論發電(dian)(dian)效率,可達80%以上,技(ji)術開發潛力巨(ju)大。
4、光伏發電本身不(bu)使用燃料,不(bu)排(pai)放包括溫室氣體和其它廢(fei)氣在內的(de)任何物質,不(bu)污染空氣,不(bu)產生噪(zao)聲,對環(huan)境友好(hao),不(bu)會遭(zao)受(shou)能源危機或(huo)燃料市場(chang)不(bu)穩(wen)定而(er)造(zao)成的(de)沖擊(ji),是真正綠(lv)色(se)環(huan)保(bao)的(de)新型可再(zai)生能源。
5、光伏(fu)發電(dian)過(guo)程(cheng)不(bu)需(xu)要冷卻水(shui),可(ke)以(yi)安(an)裝在(zai)沒有水(shui)的(de)荒漠戈壁上(shang)。光伏(fu)發電(dian)還可(ke)以(yi)很方便地(di)與建(jian)筑物結合(he),構成光伏(fu)建(jian)筑一(yi)體(ti)化發電(dian)系統(tong),不(bu)需(xu)要單獨占(zhan)地(di),可(ke)節省寶貴的(de)土地(di)資源。
6、光伏發(fa)(fa)電無機(ji)械傳動部件,操作(zuo)、維護(hu)簡單,運行穩(wen)定可靠。一套光伏發(fa)(fa)電系統只(zhi)要有(you)太陽能電池組件就能發(fa)(fa)電,加之(zhi)自動控(kong)制技術的廣泛(fan)采(cai)用(yong),基本上可實現(xian)無人值守(shou),維護(hu)成本低(di)。
7、光(guang)伏發(fa)電(dian)(dian)(dian)系(xi)統(tong)工(gong)作性(xing)能(neng)穩定可靠,使用(yong)壽命(ming)長(30年(nian)以(yi)上)。晶體硅太(tai)陽能(neng)電(dian)(dian)(dian)池壽命(ming)可長達20~35年(nian)。在光(guang)伏發(fa)電(dian)(dian)(dian)系(xi)統(tong)中,只要設計合理、選型適當,蓄電(dian)(dian)(dian)池的壽命(ming)也可長達10~15年(nian)。
8、太(tai)陽能(neng)電(dian)池組件結構簡單,體(ti)積小、重量(liang)輕(qing),便于運輸(shu)和安(an)裝。光伏發電(dian)系統建設周期(qi)短,而且根(gen)據用電(dian)負荷容量(liang)可大可小,方便靈活(huo),極易組合、擴容。
(二)缺點
當然(ran),太(tai)陽能光伏(fu)發電也有它的不足和缺點(dian),歸納起來有以下幾點(dian)。
1、能量密度低
盡管(guan)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)投向地球(qiu)的能(neng)(neng)(neng)(neng)量總和極其(qi)巨大(da),但由(you)于(yu)地球(qiu)表(biao)(biao)面積也很大(da),而且地球(qiu)表(biao)(biao)面大(da)部分被海(hai)洋覆蓋,真(zhen)正能(neng)(neng)(neng)(neng)夠到達陸地表(biao)(biao)面的太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)能(neng)(neng)(neng)(neng)只有到達地球(qiu)范圍(wei)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)輻(fu)射能(neng)(neng)(neng)(neng)量的10%左右,致使在陸地單位面積上能(neng)(neng)(neng)(neng)夠直(zhi)接獲得的太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)能(neng)(neng)(neng)(neng)量較少。通常以太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)輻(fu)照(zhao)度(du)來表(biao)(biao)示,地球(qiu)表(biao)(biao)面輻(fu)照(zhao)度(du)最高值約為1.2kw/㎡,且絕大(da)多(duo)(duo)數地區和大(da)多(duo)(duo)數日照(zhao)時(shi)間內都低于(yu)1kw/㎡。太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)能(neng)(neng)(neng)(neng)的利用(yong)實(shi)際上是低密(mi)度(du)能(neng)(neng)(neng)(neng)量的收集、利用(yong)。
2、占地面積大
由于太陽能能量密度低,這就使(shi)得光(guang)伏(fu)(fu)發電(dian)系(xi)統(tong)的占(zhan)地面積會(hui)很(hen)大,每(mei)10kw光(guang)伏(fu)(fu)發電(dian)功率占(zhan)地約需(xu)100㎡,平均每(mei)平方米(mi)面積發電(dian)功率為(wei)100w。隨著光(guang)伏(fu)(fu)建筑一體化發電(dian)技術的成(cheng)熟和發展,越(yue)來越(yue)多的光(guang)伏(fu)(fu)發電(dian)系(xi)統(tong)可以利(li)用(yong)建筑物、構(gou)筑物的屋頂和立面,將逐漸克(ke)服光(guang)伏(fu)(fu)發電(dian)占(zhan)地面積大的不足。
3、轉換效率低
光(guang)伏發(fa)電的最基本單(dan)元是太(tai)陽能(neng)電池組件。光(guang)伏發(fa)電的轉(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)效率(lv)(lv)指光(guang)能(neng)轉(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)為(wei)電能(neng)的比(bi)率(lv)(lv)。目(mu)前晶體(ti)硅光(guang)伏電池轉(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)效率(lv)(lv)為(wei)13%~17%,非晶硅光(guang)伏電池只(zhi)有5%~8%。由于光(guang)電轉(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)效率(lv)(lv)太(tai)低,從而使光(guang)伏發(fa)電功(gong)率(lv)(lv)密度低,難以形成高功(gong)率(lv)(lv)發(fa)電系統。因此,太(tai)陽能(neng)電池的轉(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)效率(lv)(lv)低是阻礙光(guang)伏發(fa)電大面積推廣的瓶頸。
4、間歇性工作
在地球表面,光伏發(fa)電(dian)系統只能(neng)(neng)在白天發(fa)電(dian),晚上(shang)不能(neng)(neng)發(fa)電(dian),除非在太空(kong)中沒有(you)晝夜之分的情況下,太陽能(neng)(neng)電(dian)池(chi)才可以連續發(fa)電(dian),這與人們的用電(dian)需(xu)求不符。
5、受氣候環境因素影響大
太陽能(neng)光(guang)伏發(fa)(fa)(fa)電的(de)(de)(de)(de)能(neng)源(yuan)直接來源(yuan)于太陽光(guang)的(de)(de)(de)(de)照射,而地球表(biao)面上(shang)的(de)(de)(de)(de)太陽照射受氣候的(de)(de)(de)(de)影響很大,長期的(de)(de)(de)(de)雨雪(xue)天、陰天、霧天甚至云層的(de)(de)(de)(de)變化都會(hui)嚴重影響系統的(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)電狀態。另外(wai),環境因(yin)素的(de)(de)(de)(de)影響也很大,比(bi)較突(tu)出(chu)的(de)(de)(de)(de)一點(dian)是,空氣中的(de)(de)(de)(de)顆粒物(如灰(hui)塵)等沉落在太陽能(neng)電池(chi)組件(jian)的(de)(de)(de)(de)表(biao)面,阻擋(dang)了部分(fen)光(guang)線的(de)(de)(de)(de)照射,這樣會(hui)使(shi)電池(chi)組件(jian)轉換效(xiao)率(lv)降低,從(cong)而造成發(fa)(fa)(fa)電量減少甚至電池(chi)板的(de)(de)(de)(de)損壞(huai)。
6、地域依賴性強
地(di)理(li)位置不同(tong),氣候不同(tong),使各地(di)區日照資(zi)源相差很大。光伏發電系(xi)統只(zhi)有應用在太陽能(neng)資(zi)源豐富的地(di)區,其效果(guo)才會(hui)好。
7、系統成本高
由于太陽能光伏發電的(de)(de)(de)(de)效率(lv)較低,到目前(qian)為止,光伏發電(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)成本仍然是(shi)其(qi)他常(chang)規發電(dian)(dian)方式(shi)(如火力和水力發電(dian)(dian))的(de)(de)(de)(de)幾(ji)倍,這(zhe)是(shi)制約(yue)其(qi)廣泛應(ying)用的(de)(de)(de)(de)最主(zhu)要因(yin)素(su)。但(dan)是(shi)也應(ying)看到,隨著太陽(yang)能電(dian)(dian)池產能的(de)(de)(de)(de)不(bu)斷(duan)擴大及電(dian)(dian)池片光電(dian)(dian)轉換(huan)效率(lv)的(de)(de)(de)(de)不(bu)斷(duan)提高(gao),光伏發電(dian)(dian)系統的(de)(de)(de)(de)成本也下降(jiang)得非常(chang)快。太陽(yang)能電(dian)(dian)池組件的(de)(de)(de)(de)價格幾(ji)十年來已經從最初(chu)的(de)(de)(de)(de)每瓦70多美(mei)元(yuan)下降(jiang)至(zhi)目前(qian)的(de)(de)(de)(de)每瓦2美(mei)元(yuan)左右。
8、晶體硅電池的制造過程高污染、高能耗
晶(jing)體硅(gui)電池的(de)主要(yao)原料(liao)是純凈的(de)硅(gui)。硅(gui)是地球上含量僅次(ci)于氧(yang)的(de)元素,主要(yao)存在形式是沙子(sio2)。從(cong)硅(gui)砂一步步變成(cheng)純度為99.9999%以上的(de)晶(jing)體硅(gui),要(yao)經過多道化學和(he)物理工(gong)序的(de)處理,不(bu)僅要(yao)消耗大(da)量能(neng)源,還會(hui)造成(cheng)一定的(de)環(huan)境(jing)污染。