一、光伏發(fā)電的概述

　　光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。這種技術(shù)的關(guān)鍵元件是太陽(yáng)能電池。太陽(yáng)能電池經(jīng)過(guò)串聯(lián)后進(jìn)行封裝保護(hù)可形成大面積的太陽(yáng)電池組件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發(fā)電裝置。光伏發(fā)電，理論上講，光伏發(fā)電技術(shù)可以用于任何需要電源的場(chǎng)合，上至航天器，下至家用電源，大到兆瓦級(jí)電站，小到玩具，光伏電源無(wú)處不在。太陽(yáng)能光伏發(fā)電的最基本元件是太陽(yáng)能電池（片），有單晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜電池等。其中，單晶和多晶電池用量最大，非晶電池用于一些小系統(tǒng)和計(jì)算器輔助電源等。多晶硅電池效率在16%至17%左右，單晶硅電池的效率約18%至20%。光伏組件是由一個(gè)或多個(gè)太陽(yáng)能電池片組成。
　　光伏發(fā)電產(chǎn)品主要用于三大方面：

　　一是為無(wú)電場(chǎng)可提供電源；

　　二是太陽(yáng)能日用電子產(chǎn)品，如各類(lèi)太陽(yáng)能充電器、太陽(yáng)能路燈和太陽(yáng)能草地各種燈具等；

　　三是并網(wǎng)發(fā)電，這在發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)大面積推廣實(shí)施。

                     光伏發(fā)電

二、光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成

　　光伏發(fā)電系統(tǒng)是由太陽(yáng)能電池方陣，蓄電池組，充放電控制器，逆變器，交流配電柜，太陽(yáng)跟蹤控制系統(tǒng)等設(shè)備組成。

電池方陣

　　在有光照（無(wú)論是太陽(yáng)光，還是其它發(fā)光體產(chǎn)生的光照）情況下，電池吸收光能，電池兩端出現(xiàn)異號(hào)電荷的積累，即產(chǎn)生“光生電壓”，這就是“光生伏特效應(yīng)”。在光生伏特效應(yīng)的作用下，太陽(yáng)能電池的兩端產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，將光能轉(zhuǎn)換成電能，是能量轉(zhuǎn)換的器件。太陽(yáng)能電池一般為硅電池，分為單晶硅太陽(yáng)能電池，多晶硅太陽(yáng)能電池和非晶硅太陽(yáng)能電池三種。

蓄電池組

　　其作用是貯存太陽(yáng)能電池方陣受光照時(shí)發(fā)出的電能并可隨時(shí)向負(fù)載供電。太陽(yáng)能電池發(fā)電對(duì)所用蓄電池組的基本要求是：a.自放電率低；b.使用壽命長(zhǎng)；c.深放電能力強(qiáng)；d.充電效率高；e.少維護(hù)或免維護(hù)；f.工作溫度范圍寬；g.價(jià)格低廉。

控制器

　　是能自動(dòng)防止蓄電池過(guò)充電和過(guò)放電的設(shè)備。由于蓄電池的循環(huán)充放電次數(shù)及放電深度是決定蓄電池使用壽命的重要因素，因此能控制蓄電池組過(guò)充電或過(guò)放電的充放電控制器是必不可少的設(shè)備。

逆變器

　　是將直流電轉(zhuǎn)換成交流電的設(shè)備。由于太陽(yáng)能電池和蓄電池是直流電源而負(fù)載是交流負(fù)載時(shí)，逆變器是必不可少的。逆變器按運(yùn)行方式，可分為獨(dú)立運(yùn)行逆變器和并網(wǎng)逆變器。獨(dú)立運(yùn)行逆變器用于獨(dú)立運(yùn)行的太陽(yáng)能電池發(fā)電系統(tǒng)，為獨(dú)立負(fù)載供電。并網(wǎng)逆變器用于并網(wǎng)運(yùn)行的太陽(yáng)能電池發(fā)電系統(tǒng)。逆變器按輸出波型可分為方波逆變器和正弦波逆變器。方波逆變器電路簡(jiǎn)單，造價(jià)低，但諧波分量大，一般用于幾百瓦以下和對(duì)諧波要求不高的系統(tǒng)。正弦波逆變器成本高，但可以適用于各種負(fù)載。

三、光伏發(fā)電的應(yīng)用領(lǐng)域

1.用戶太陽(yáng)能電源

　?。?）小型電源10-100W不等，用于邊遠(yuǎn)無(wú)電地區(qū)如高原、海島、牧區(qū)、邊防哨所等軍民生活用電，如照明、電視、收錄機(jī)等；

　　（2）3-5KW家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)；

　?。?）光伏水泵：解決無(wú)電地區(qū)的深水井飲用、灌溉。
2.交通領(lǐng)域

　　航標(biāo)燈、交通/鐵路信號(hào)燈、交通警示/標(biāo)志燈、宇翔路燈、高空障礙燈、高速公路/鐵路無(wú)線電話亭、無(wú)人值守道班供電等。
3.通訊/通信領(lǐng)域

　　太陽(yáng)能無(wú)人值守微波中繼站、光纜維護(hù)站、廣播/通訊/尋呼電源系統(tǒng)；農(nóng)村載波電話光伏系統(tǒng)、小型通信機(jī)、士兵GPS供電等。
4.石油、海洋、氣象領(lǐng)域

　　石油管道和水庫(kù)閘門(mén)陰極保護(hù)太陽(yáng)能電源系統(tǒng)、石油鉆井平臺(tái)生活及應(yīng)急電源、海洋檢測(cè)設(shè)備、氣象/水文觀測(cè)設(shè)備等。
5.家庭燈具電源

　　庭院燈、路燈、手提燈、野營(yíng)燈、登山燈、垂釣燈、黑光燈、割膠燈、節(jié)能燈等。
6.光伏電站

　　10KW-50MW獨(dú)立光伏電站、風(fēng)光（柴）互補(bǔ)電站、各種大型停車(chē)廠充電站等。
7.太陽(yáng)能建筑

　　太陽(yáng)能建筑將太陽(yáng)能發(fā)電與建筑材料相結(jié)合，使得未來(lái)的大型建筑實(shí)現(xiàn)電力自給，是未來(lái)一大發(fā)展方向。
8.其他領(lǐng)域包括：

　　（1）與汽車(chē)配套：太陽(yáng)能汽車(chē)/電動(dòng)車(chē)、電池充電設(shè)備、汽車(chē)空調(diào)、換氣扇、冷飲箱等；

　　（2）太陽(yáng)能制氫加燃料電池的再生發(fā)電系統(tǒng)；

　　（3）海水淡化設(shè)備供電；

　?。?）衛(wèi)星、航天器、空間太陽(yáng)能電站等。

四、光伏發(fā)電的發(fā)展趨勢(shì)

　　據(jù)前瞻網(wǎng)《2013-2017年中國(guó)光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，2011年，全球光伏新增裝機(jī)容量約為27.5GW，較上年的18.1GW相比，漲幅高達(dá)52%，全球累計(jì)安裝量超過(guò)67GW。全球近28GW的總裝機(jī)量中，有將近20GW的系統(tǒng)安裝于歐洲，但增速相對(duì)放緩，其中意大利和德國(guó)市場(chǎng)占全球裝機(jī)增長(zhǎng)量的55%，分別為7.6GW和7.5GW。2011年以中日印為代表的亞太地區(qū)光伏產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)需求同比增長(zhǎng)129%，其裝機(jī)量分別為2.2GW，1.1GW和350MW。此外，在日趨成熟的北美市場(chǎng)，去年新增安裝量約2.1GW，增幅高達(dá)84%。
　　其中中國(guó)是全球光伏發(fā)電安裝量增長(zhǎng)最快的國(guó)家，2011年的光伏發(fā)電安裝量比2010年增長(zhǎng)了約5倍，2011年電池產(chǎn)量達(dá)到20GW，約占全球的65%。截至2011年底，中國(guó)共有電池企業(yè)約115家，總產(chǎn)能為36.5GW左右。其中產(chǎn)能1GW以上的企業(yè)共14家，占總產(chǎn)能的53%；在100MW和1GW之間的企業(yè)共63家，占總產(chǎn)能的43%；剩余的38家產(chǎn)能皆在100MW以內(nèi)，僅占全國(guó)總產(chǎn)能的4%。規(guī)模、技術(shù)、成本的差異化競(jìng)爭(zhēng)格局逐漸明晰。國(guó)內(nèi)前十家組件生產(chǎn)商的出貨量占到電池總產(chǎn)量的60%。

　　無(wú)論從世界還是從中國(guó)來(lái)看，常規(guī)能源都是很有限的，中國(guó)的一次能源儲(chǔ)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界的平均水平，大約只有世界總儲(chǔ)量的10%。太陽(yáng)能是人類(lèi)取之不盡用之不竭的可再生能源，具有充分的清潔性、絕對(duì)的安全性、相對(duì)的廣泛性、確實(shí)的長(zhǎng)壽命和免維護(hù)性、資源的充足性及潛在的經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)點(diǎn)，在長(zhǎng)期的能源戰(zhàn)略中具有重要地位。

　　在今后的十幾年中，中國(guó)光伏發(fā)電的市場(chǎng)將會(huì)由獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)轉(zhuǎn)向并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，包括沙漠電站和城市屋頂發(fā)電系統(tǒng)。中國(guó)太陽(yáng)能光伏發(fā)電發(fā)展?jié)摿薮?，配合積極穩(wěn)定的政策扶持，到2030年光伏裝機(jī)容量將達(dá)1億千瓦，年發(fā)電量可達(dá)1300億千瓦時(shí)，相當(dāng)于少建30多個(gè)大型煤電廠。國(guó)家未來(lái)三年將投資200億補(bǔ)貼光伏業(yè)，中國(guó)太陽(yáng)能光伏發(fā)電又迎來(lái)了新一輪的快速增長(zhǎng)，并吸引了更多的戰(zhàn)略投資者融入到這個(gè)行業(yè)中來(lái)。

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