光伏電池的挑戰(zhàn)

基于太陽能發(fā)電系統(tǒng)的缺點(diǎn)之一是轉(zhuǎn)換效率。太陽能電池板能從每100mm2的光伏電池獲取約1mW的平均電能。典型效率約為10%.光伏電源的功率系數(shù)（即在陽光一直照射的條件下，太陽能電池實(shí)際產(chǎn)生的平均電能與理論上可產(chǎn)生的電能之比）約為15%至20%.有多種原因?qū)е逻@一結(jié)果，包括陽光本身的變化，如夜間完全消失，以及即使在白天，陰影和天氣條件也常常導(dǎo)致光照減少。

光電轉(zhuǎn)換為效率計(jì)算引入了更多變數(shù)，包括太陽能電池板的溫度及其理論峰值效率。對設(shè)計(jì)工程師來說，另一個(gè)問題是光伏電池產(chǎn)生的電壓約有0.5V不規(guī)則變化。當(dāng)選擇能量轉(zhuǎn)換拓?fù)鋾r(shí)，這種變化會帶來嚴(yán)重影響。例如，對低效的能量轉(zhuǎn)換技術(shù)來說，它有可能消耗掉所采集到的很大一部分光伏電能。

為適應(yīng)太陽不是全天24小時(shí)都照射這一事實(shí)，太陽能供電系統(tǒng)要包含電池以及給電池高效充電所需的復(fù)雜電子器件。當(dāng)電池被集成到系統(tǒng)中時(shí)，電池充電需要額外的DC/DC轉(zhuǎn)換電路，同時(shí)還需要電池管理和監(jiān)控。

許多由太陽能供電的系統(tǒng)還與電網(wǎng)對接，從而要求相位同步和功率因數(shù)校正。還有許多需要復(fù)雜控制的使用環(huán)境。例如，必須內(nèi)置故障預(yù)警機(jī)制以防范公共電網(wǎng)的停掉電等事件。這些僅僅是設(shè)計(jì)工程師必須要考慮的頭等大事。