一、太陽能光伏發電對人體有輻射嗎
光(guang)伏系統有(you)電磁(ci)輻(fu)射(she)(she),但比較(jiao)少,采用(yong)合格(ge)的設備,不(bu)會(hui)對(dui)人體造成(cheng)傷害和對(dui)家用(yong)電器(qi)造成(cheng)干(gan)擾。光(guang)伏組件是直(zhi)流電,不(bu)會(hui)產生輻(fu)射(she)(she),逆變器(qi)的輻(fu)射(she)(she)嚴格(ge)控制在安(an)全(quan)范(fan)圍內。
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(guo)家(jia)對光(guang)伏逆(ni)變器(qi)(qi)(qi)電(dian)(dian)(dian)(dian)磁兼容性有嚴格的標準。光(guang)伏逆(ni)變器(qi)(qi)(qi)的電(dian)(dian)(dian)(dian)磁輻射,同家(jia)用電(dian)(dian)(dian)(dian)器(qi)(qi)(qi)相比(bi),大約和筆記(ji)本(ben)電(dian)(dian)(dian)(dian)腦差不多(duo),低于電(dian)(dian)(dian)(dian)磁爐,電(dian)(dian)(dian)(dian)吹風,冰(bing)箱(xiang)。
因此,太(tai)陽能光伏發(fa)電不僅不會對人的(de)健康產生危(wei)害,還可以(yi)為地球提供綠(lv)色清潔(jie)的(de)優質能源,是人類未來能源發(fa)展方向。
二、太陽能光伏發電的優缺點
(一)優點
1、太陽(yang)能(neng)(neng)資(zi)源取之不盡,用之不竭,照(zhao)射到地球上(shang)的(de)太陽(yang)能(neng)(neng)要(yao)比人類目(mu)前消(xiao)耗的(de)能(neng)(neng)量(liang)大6000倍(bei)。而且太陽(yang)能(neng)(neng)在地球上(shang)分布廣泛,只要(yao)有光照(zhao)的(de)地方就可以使用光伏發電系(xi)統,不受地域、海拔(ba)等因素(su)的(de)限制。
2、太陽能資(zi)源隨(sui)處可(ke)得,可(ke)就近供(gong)電,不必長(chang)距離(li)輸送,避免了長(chang)距離(li)輸電線路所造成的電能損失。
3、光伏(fu)(fu)發電(dian)的(de)能(neng)(neng)量轉(zhuan)換過程簡單,是直接從(cong)光能(neng)(neng)到(dao)電(dian)能(neng)(neng)的(de)轉(zhuan)換,沒(mei)有(you)中(zhong)間過程(如熱(re)能(neng)(neng)轉(zhuan)換為機械(xie)能(neng)(neng)、機械(xie)能(neng)(neng)轉(zhuan)換為電(dian)磁能(neng)(neng)等(deng))和機械(xie)運動,不存在機械(xie)磨損。根據熱(re)力學分析,光伏(fu)(fu)發電(dian)具有(you)很高的(de)理論發電(dian)效(xiao)率,可達(da)80%以上,技(ji)術(shu)開發潛力巨大。
4、光伏發(fa)電本身不(bu)使(shi)用(yong)燃(ran)(ran)料,不(bu)排放(fang)包括溫室氣(qi)體和其(qi)它廢(fei)氣(qi)在內的(de)任何物(wu)質,不(bu)污染(ran)空氣(qi),不(bu)產(chan)生噪(zao)聲,對(dui)環境(jing)友(you)好(hao),不(bu)會(hui)遭受能源危(wei)機或(huo)燃(ran)(ran)料市場不(bu)穩定(ding)而造成的(de)沖擊(ji),是真正綠色環保的(de)新型(xing)可再生能源。
5、光(guang)(guang)(guang)伏發(fa)電(dian)過程不需要冷卻水,可(ke)以安裝在沒有水的荒漠戈(ge)壁上。光(guang)(guang)(guang)伏發(fa)電(dian)還可(ke)以很方便地與建(jian)筑(zhu)物結合,構成(cheng)光(guang)(guang)(guang)伏建(jian)筑(zhu)一(yi)體化發(fa)電(dian)系(xi)統,不需要單獨占(zhan)地,可(ke)節省寶貴的土地資源(yuan)。
6、光伏(fu)發(fa)(fa)電(dian)無機械傳(chuan)動部件,操作、維(wei)護簡單,運行穩(wen)定可(ke)靠。一套光伏(fu)發(fa)(fa)電(dian)系(xi)統只要有太陽能電(dian)池組件就能發(fa)(fa)電(dian),加之(zhi)自動控制技術的廣泛采用,基本上可(ke)實現無人值守,維(wei)護成(cheng)本低。
7、光伏(fu)發電系統工作性能穩定可(ke)靠,使用壽命(ming)長(chang)(chang)(30年以上)。晶體硅太陽能電池(chi)壽命(ming)可(ke)長(chang)(chang)達20~35年。在光伏(fu)發電系統中,只要設計(ji)合理、選(xuan)型適當,蓄電池(chi)的壽命(ming)也可(ke)長(chang)(chang)達10~15年。
8、太陽能(neng)電池組件結構簡單(dan),體積(ji)小(xiao)、重量輕,便(bian)(bian)于運輸和安裝。光伏發(fa)電系(xi)統(tong)建設周期短(duan),而且根據用電負荷容(rong)量可(ke)大可(ke)小(xiao),方便(bian)(bian)靈活,極易(yi)組合、擴容(rong)。
(二)缺點
當然,太陽能光伏發電也有(you)它(ta)的(de)不足(zu)和缺點,歸納起來有(you)以下幾點。
1、能量密度低
盡管太(tai)陽(yang)投向地(di)(di)球(qiu)(qiu)的(de)能(neng)量總(zong)和極其巨(ju)大,但由于(yu)地(di)(di)球(qiu)(qiu)表(biao)面積也很(hen)大,而(er)且(qie)地(di)(di)球(qiu)(qiu)表(biao)面大部分被海洋(yang)覆蓋,真正能(neng)夠到達(da)陸(lu)地(di)(di)表(biao)面的(de)太(tai)陽(yang)能(neng)只(zhi)有到達(da)地(di)(di)球(qiu)(qiu)范圍太(tai)陽(yang)輻射能(neng)量的(de)10%左右,致(zhi)使在陸(lu)地(di)(di)單(dan)位(wei)面積上能(neng)夠直接(jie)獲得(de)的(de)太(tai)陽(yang)能(neng)量較少(shao)。通(tong)常(chang)以太(tai)陽(yang)輻照度來表(biao)示,地(di)(di)球(qiu)(qiu)表(biao)面輻照度最高值約(yue)為1.2kw/㎡,且(qie)絕大多數地(di)(di)區(qu)和大多數日照時間內都低于(yu)1kw/㎡。太(tai)陽(yang)能(neng)的(de)利用實際上是低密度能(neng)量的(de)收集、利用。
2、占地面積大
由于太(tai)陽能能量密(mi)度(du)低,這(zhe)就使得(de)光(guang)(guang)伏(fu)發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)系(xi)統的(de)(de)占地面(mian)積會很大,每(mei)10kw光(guang)(guang)伏(fu)發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)功(gong)率(lv)占地約需100㎡,平均每(mei)平方米面(mian)積發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)功(gong)率(lv)為100w。隨(sui)著光(guang)(guang)伏(fu)建(jian)(jian)筑一(yi)體化(hua)發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)技術的(de)(de)成熟和發(fa)(fa)展,越來越多的(de)(de)光(guang)(guang)伏(fu)發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)系(xi)統可以利(li)用建(jian)(jian)筑物、構筑物的(de)(de)屋頂和立面(mian),將(jiang)逐漸克(ke)服光(guang)(guang)伏(fu)發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)占地面(mian)積大的(de)(de)不足。
3、轉換效率低
光(guang)伏(fu)發(fa)電(dian)(dian)的(de)最(zui)基(ji)本單元是太(tai)陽(yang)(yang)能(neng)(neng)電(dian)(dian)池(chi)組件。光(guang)伏(fu)發(fa)電(dian)(dian)的(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)指光(guang)能(neng)(neng)轉(zhuan)換(huan)為(wei)電(dian)(dian)能(neng)(neng)的(de)比(bi)率(lv)。目前晶體硅光(guang)伏(fu)電(dian)(dian)池(chi)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)為(wei)13%~17%,非(fei)晶硅光(guang)伏(fu)電(dian)(dian)池(chi)只有5%~8%。由(you)于光(guang)電(dian)(dian)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)太(tai)低,從而使光(guang)伏(fu)發(fa)電(dian)(dian)功率(lv)密度低,難以形成高(gao)功率(lv)發(fa)電(dian)(dian)系(xi)統。因此,太(tai)陽(yang)(yang)能(neng)(neng)電(dian)(dian)池(chi)的(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)低是阻(zu)礙(ai)光(guang)伏(fu)發(fa)電(dian)(dian)大(da)面積推廣(guang)的(de)瓶頸。
4、間歇性工作
在地球表面,光(guang)伏發(fa)電系統只(zhi)能在白天發(fa)電,晚上不(bu)能發(fa)電,除(chu)非在太空中沒(mei)有晝夜之分的(de)情況下,太陽能電池才可以連續發(fa)電,這與人們(men)的(de)用(yong)電需求不(bu)符。
5、受氣候環境因素影響大
太(tai)陽(yang)能(neng)光(guang)伏發電(dian)的(de)(de)(de)能(neng)源(yuan)直接來源(yuan)于(yu)太(tai)陽(yang)光(guang)的(de)(de)(de)照(zhao)(zhao)射,而(er)地球(qiu)表面上的(de)(de)(de)太(tai)陽(yang)照(zhao)(zhao)射受氣候的(de)(de)(de)影響很(hen)大(da),長期的(de)(de)(de)雨雪天(tian)、陰天(tian)、霧天(tian)甚(shen)至(zhi)云層的(de)(de)(de)變化都(dou)會(hui)嚴重(zhong)影響系統(tong)的(de)(de)(de)發電(dian)狀態。另外,環(huan)境因素的(de)(de)(de)影響也很(hen)大(da),比較突出的(de)(de)(de)一點是,空氣中的(de)(de)(de)顆粒物(如灰塵)等沉落在太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)組(zu)件的(de)(de)(de)表面,阻擋了(le)部分光(guang)線的(de)(de)(de)照(zhao)(zhao)射,這樣會(hui)使電(dian)池(chi)組(zu)件轉換效(xiao)率降低,從而(er)造成發電(dian)量減(jian)少甚(shen)至(zhi)電(dian)池(chi)板的(de)(de)(de)損壞。
6、地域依賴性強
地(di)理位置(zhi)不(bu)同,氣候不(bu)同,使各地(di)區(qu)日照資源相差很大。光伏發電系(xi)統只有(you)應用在(zai)太(tai)陽能資源豐(feng)富的(de)地(di)區(qu),其效(xiao)果才會好。
7、系統成本高
由于太陽能光伏發電的(de)(de)(de)(de)效率較低,到目(mu)前(qian)為止,光(guang)(guang)伏發(fa)(fa)電(dian)的(de)(de)(de)(de)成(cheng)本仍然是其(qi)(qi)他(ta)常(chang)規(gui)發(fa)(fa)電(dian)方式(如火力(li)和水力(li)發(fa)(fa)電(dian))的(de)(de)(de)(de)幾(ji)倍,這是制約其(qi)(qi)廣(guang)泛應(ying)(ying)用(yong)的(de)(de)(de)(de)最主要因素。但是也應(ying)(ying)看到,隨著太陽能電(dian)池(chi)產(chan)能的(de)(de)(de)(de)不斷擴大(da)及(ji)電(dian)池(chi)片光(guang)(guang)電(dian)轉換效率的(de)(de)(de)(de)不斷提高,光(guang)(guang)伏發(fa)(fa)電(dian)系統的(de)(de)(de)(de)成(cheng)本也下降(jiang)得非常(chang)快。太陽能電(dian)池(chi)組件(jian)的(de)(de)(de)(de)價格(ge)幾(ji)十年來已經從最初的(de)(de)(de)(de)每瓦(wa)70多美(mei)元(yuan)下降(jiang)至目(mu)前(qian)的(de)(de)(de)(de)每瓦(wa)2美(mei)元(yuan)左右(you)。
8、晶體硅電池的制造過程高污染、高能耗
晶體(ti)硅電池(chi)的(de)(de)主(zhu)要(yao)原料是(shi)純凈的(de)(de)硅。硅是(shi)地(di)球上(shang)含量僅次于氧的(de)(de)元素,主(zhu)要(yao)存在形式是(shi)沙子(sio2)。從硅砂一步步變成純度為99.9999%以(yi)上(shang)的(de)(de)晶體(ti)硅,要(yao)經過多(duo)道化學和物理工序的(de)(de)處理,不僅要(yao)消(xiao)耗大量能源,還會(hui)造成一定的(de)(de)環(huan)境(jing)污染。