太阳能光伏

太阳能光伏 发电系统是利用太阳能电池半导体材料的光伏效应，将太阳辐射能直接转化为电能的新型发电系统。具有独立运行和并网运行两种模式。独立运行的光伏发电系统需要蓄电池作为储能装置，主要应用于无电网、人口分散的边远地区。整个系统成本非常高；在有公共电网的地区，光伏发电系统并网并联运行。省去电池不仅可以大大降低成本，而且发电效率更高，环保性能更好。
概述：
太阳能发电分为光热发电和光伏发电。一般来说，太阳能发电指的是太阳能光伏发电，简称“光伏”。光伏发电是利用半导体界面的光伏效应将光能直接转化为电能的技术。这项技术的关键要素是太阳能电池。太阳能电池串联后，可进行封装和保护，形成大面积的太阳能电池组件，再与功率控制器等部件组合，形成光伏发电装置。
从理论上讲，光伏发电技术可以应用于任何需要电力的场合，大到航天器，小到家用电源，大到兆瓦级电站，小到玩具，光伏电源无处不在。太阳能光伏发电最基本的组成部分是太阳能电池（片），包括单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池。其中单晶、多晶电池用得最多，非晶电池则用于一些小型系统和计算机辅助电源。我国国产晶硅电池效率约为10%~13%，国际同类产品效率约为12%~14%。由一块或多块太阳能电池组成的太阳能电池板称为光伏组件。光伏发电产品主要应用于三个方面：一是为非用电场合提供电力；二是太阳能日用电子产品，如各种太阳能充电器、太阳能路灯、太阳能草坪灯等；三是并网发电。这在发达国家已得到广泛实施。到2009年，我国并网发电还没有开始全面推广。然而，2008年北京奥运会的部分电力是由太阳能和风能提供的。
据预测 太阳能光伏发电 发电将在21世纪世界能源消费中占据重要地位。它不仅将取代部分常规能源，而且成为世界能源供应的主体。预计到2030年，可再生能源将占能源结构总量的30%以上，太阳能光伏发电将占全球总供电量的10%以上；到2040年，可再生能源将占总电力供应的10%以上。 50%以上的能源消耗，太阳能光伏发电将占总电量的20%以上；到21世纪末，可再生能源将占能源结构的80%以上，太阳能发电将占60%以上。这些数字足以说明太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域的重要战略地位。
分类：
光伏发电系统分为独立光伏系统和并网光伏系统。
独立光伏电站包括偏远地区村庄供电系统、太阳能户用电源系统、通信信号电源、阴极保护、太阳能路灯以及其他可独立运行蓄电池的光伏发电系统。
并网光伏发电系统是连接到电网并向电网输送电力的光伏发电系统。可分为带蓄电池并网发电系统和不带蓄电池并网发电系统。蓄电池并网发电系统具有可调度性，可根据需要并入或并出电网。它还具有备用电源功能，可以在电网停电时提供应急电源。带电池的光伏并网发电系统通常安装在住宅楼内；不带电池的并网发电系统不具备调度和备用电源的功能，一般安装在较大的系统上。
光伏电池板：
光伏板是一种在阳光照射下收集热量并将光能转化为直流电的发电装置。它由几乎完全由半导体材料（例如硅）制成的薄固体光伏电池组成。由于没有运动部件，因此可以长时间运行而不会造成任何损失。简单的光伏电池可以为手表和电脑提供能量，而更复杂的 光伏系统 可以为房屋提供照明并为电网供电。光伏面板组件可以制成不同的形状，并且组件可以连接起来以产生更多的电力。屋顶和建筑表面将使用光伏板组件，甚至用作窗户、天窗或遮阳装置的一部分。这些光伏设施通常被称为附着在建筑物上的光伏系统。
光伏技术：
太阳是一种天然能源。地球上的每一种生物都有其运作的能力，甚至其生存，都直接或间接地得益于来自太阳的能量。我们的地球距太阳近一亿英里。它拦截的辐射能量非常小，大约只有百万分之三。即使是这么小的能量，实际上也比整个世界现有的发电能力大十万倍！世界，特别是工业化国家，开始感受到能源短缺。因此，人们开始转向太阳能来解决能源危机。
太阳能光伏
太阳能每天可以无限供应，而且数量巨大。如果用于大型发电厂，温室效应将会减少。一些能源专家和环保专家认为，在满足未来人类能源需求方面，太阳能的热影响比任何其他替代能源都要小得多。作为一种不污染环境、取之不尽、用之不竭的新能源，它无处不在。尤其是在电力供应方面，有专家认为太阳能最终将占电力供应的20%。
太阳能是一种辐射能。太阳能发电是指将太阳光直接转化为电能，必须借助能量转换器将其转化为电能。这种将光能直接转化为电能的过程就称为光伏效应。不需要任何其他机械部件的帮助，光中的能量是由半导体器件的电子获得的，因此产生了电能。这种将光能转化为电能的能量转换器就是太阳能电池。太阳能电池与晶体管一样，由半导体制成。它的主要材料是硅，但也有一些其他合金。用于制造太阳能电池的高纯度硅必须经过特殊的纯化过程。太阳能电池只要受到太阳光或光线的照射，就可以将光能转化为电能，使电流从一侧流向另一侧，一般可以产生相当于所接收光能10-20%的电能。一般来说，光线越强，产生的电量就越多。为了尽量减少光的反射 太阳能电池板 将光能转化为电能时，其上通常覆盖一层防止光反射的薄膜，使太阳能电池板表面呈现紫色。其工作原理的基础是半导体PN结的光伏效应。所谓光伏效应是当物体受到光照时，物体内的电荷分布状态发生变化，产生电动势和电流的效应。当阳光或其他光线照射到半导体的PN结时，PN结两侧就会出现电压（称为光生电压）。这种现象就是著名的光伏效应。 PN结短路，就会产生电流。
太阳能发电的主要优点是太阳能电池可以安装在屋顶等不常用的空间，无噪音，寿命长，安装后几乎不需要调整。现在，只要在屋顶装上太阳能电池，就可以实现家里电力的自给自足。如今，太阳能的主要利用不再是小规模的，而是专业性的。从军事领域、通信领域到城市建设领域都发挥了重要作用。委内瑞拉还推出了廉价的太阳能汽车，欧洲科学家开发出了可以佩戴在身上的轻型太阳能电池。太阳能利用有着巨大的发展空间，相关技术可能在短时间内取得突破。它已被许多发达国家作为其能源战略的重要组成部分。
发电原理：
太阳能电池是对光作出反应并能将光能转化为电能的装置。能产生光伏效应的材料有很多种，如：单晶硅、多晶硅、非晶硅、砷化镓、铟铜硒等。它们的发电原理基本相同，现在以晶体为例介绍一下光伏发电的过程。 P型晶体硅可以掺杂磷得到N型硅，形成P-N结。当光线照射到太阳能电池上时
太阳能光伏发电系统实例
在表面，部分光子被硅材料吸收；光子的能量转移到硅原子上，使电子跃迁成为自由电子，在PN结两侧形成电势差。当电路外接时，在电压的作用下，会有电流流过外接电路，产生一定的输出功率。这个过程的本质是：光子能转化为电能的过程。
太阳能光伏发电量计算：
太阳能交流发电系统由太阳能电池板、充电控制器、逆变器和蓄电池组成；太阳能直流发电系统不包含逆变器。为了使太阳能发电系统能够为负载提供充足的电力，需要根据用电器的功率合理选择各种组件。以100W输出功率，每天使用6小时为例，介绍计算方法：
1、首先计算每天消耗的瓦时数（包括逆变器的损耗）：如果逆变器的转换效率为90%，当输出功率为100W时，实际需要的输出功率应为100W/90 %=111W；如果每天使用5小时，则耗电量为111W*5小时=555Wh。
2、计算太阳能板：按照每日有效日照时间6小时计算，并考虑到充电效率和充电过程中的损耗，太阳能板的输出功率应为555Wh/6h/70%= 130瓦。其中70%是太阳能电池板充电时实际使用的电量
应用：
20世纪60年代，科学家们已经将太阳能电池应用于空间技术——通信卫星的供电。 20世纪末，在人类不断自我反思的过程中，光伏发电这种清洁、直接的能源形式变得越来越重要。
太阳能光伏系统展示
善意，不仅体现在太空应用上，还体现在很多领域。例如： 太阳能庭院灯、太阳能户用系统、村庄供电的独立系统、光伏水泵（饮用水或灌溉）、通讯电源、石油管道阴极保护、光纤通讯泵站、海水淡化系统、城镇路标、高速公路世纪之交左右，欧美等先进国家光伏发电并入城市电力系统，偏远地区自然村供电系统被纳入发展方向。太阳能电池与建筑系统的结合已形成产业化趋势。
应用领域：
1、用户太阳能发电：（1）10-100W的小型电源，用于高原、海岛、牧区、边防哨所等偏远无电地区的军民生活，如照明、电视、收录机等； (2)3-5KW家庭屋顶并网发电系统； （3）光伏水泵：解决无电地区深水井的饮用和灌溉问题。
2、导航灯、交通/铁路信号灯、交通警示/标志灯、宇翔路灯、高空障碍灯、公路/铁路无线电话亭、无人值守路队供电等交通领域。
3、通讯/通讯领域：太阳能无人值守微波中继站、光缆维护站、广播/通讯/寻呼电源系统；农村电信电话光伏系统、小型通讯机、士兵GPS电源等
4、石油、海洋、气象领域：石油管道、水库闸门阴极保护太阳能发电系统、石油钻井平台生活及应急电源、海洋检测设备、气象/水文观测设备等。
5、家用灯具电源：如庭院系统、路灯、手提灯、登山灯、钓鱼灯、黑光灯、割胶灯、节能灯等。
6、光伏电站：10KW-50MW独立光伏电站、风光（柴）互补电站、各类大型停车厂充电站等。
7、太阳能建筑中太阳能发电与建筑材料的结合，将使未来大型建筑实现电力自给自足，是未来的一个主要发展方向。
8、其他领域包括：（1）配套汽车：太阳能汽车/电动汽车、电池充电设备、汽车空调、换气扇、冷饮箱等； (2)太阳能制氢及燃料电池再生发电系统； (3)海水淡化设备电源； (4)卫星、航天器、空间太阳能发电站等。
相关政策：
国家发展改革委关于2018年光伏发电项目价格政策的通知（发改价规〔2017〕2196号）
各省、自治区、直辖市发展改革委、物价局、能源局、扶贫办，国家电网公司、南方电网公司、内蒙古电力公司：
为落实国务院办公厅《能源发展战略行动计划（2014-2020年）》关于新能源标杆上网电价逐步下降的要求，合理引导新能源投资，促进新能源发展为促进光伏发电产业健康有序发展，决定调整2018年光伏发电标杆上网电价政策。经国家能源局业务，现将有关事项通知如下：
1、根据当前光伏行业技术进步和成本降低的情况，降低2018年1月1日后投运的光伏电站标杆上网电价。一类标杆上网电价、二类、三类资源区调整为0.55/kWh。元、0.65元、0.75元（含税）。 2019年起，凡纳入财政补贴年度规模管理的光伏发电项目，均按投运时间执行相应标杆电价。
2、对2018年1月1日后投运且采用“自发自用、剩余上网”模式的分布式光伏发电项目，降低每千瓦时总电量补贴标准上调0.05元，即补贴标准调整为每千瓦时0.37元（含税）。采用“全程上网”模式的分布式光伏发电项目按资源区光伏电站电价执行。分布式光伏发电项目免征随电价征收的各类政府性基金及附加、系统备用容量费及其他相关并网服务费。
3、村级光伏扶贫电站（0.5兆瓦及以下）标杆电价和户用分布式光伏扶贫项目补贴标准保持不变。
四、各新能源发电企业、电网公司必须真实、完整记录、保存相关发电项目上网交易电量、电价和补贴金额等信息，接受有关部门监督检查，并向国家电报报送相关数据。可再生能源信息管理中心。各级价格主管部门要加强对新能源上网电价执行情况和电价附加补贴结算的监管，督促相关上网电价政策落实。
5.鼓励地方政府按照国家有关规定开展光伏发电就近消纳电价改革和市场化竞价定价试点，逐步完善市场发现价格机制。