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[摘 要]因为能源短缺，人类开始的新能源的开发，考虑到环境污染在寻找和开发新能源的过程中，可再生无污染成为主要要求，而符合要求的少数替代能源中，太阳能光伏发电就是其中之一，虽然在它的实际应用方面有大大小小各种的限制和条件，但是随着技术的发展和成本的降低，太阳能光伏发电会渐渐进入商业化阶段，我国太阳能资源丰富，发展光伏电能的条件优势明显，考虑到我国目前的国情，太阳能光伏发电技术的发展势在必行。
[关键词]太阳能光伏发电 基本原理 系统组成 前景
中图分类号：TM615 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）42-0189-01
随着常规能源不断减少，价格不段攀升，世界各国都开始了对新型能源——太阳能的利用开始发展科技，我国也适应国际环境和国内因素颁布了《可再生能源法》，其中太阳能光伏发电技术发展迅速，目前的制约因素就是成本。太阳能光伏发电造价高（每千瓦3万元以上），发电成本贵（1.5元/千瓦时以上），但是随着技术的发展和运行成本的降低，以及常规能源成本的提升，终有一日太阳能光伏发电的成本会和常规能源发电成本相当。届时，太阳能光伏发电会全面进入到商业阶段，为了为这一天的到来做好万全的准备，我们必须提前考虑到太阳能光伏发电的优势，模式，经济效益和环境效益，并积极的做出改变。
1.太阳电池的基本原理和光伏发电的主要优势
1.1 太阳电池的基本原理
简单来说就是把采集到的太阳能转换成可被广泛利用的电能，而太阳能光伏发电是利用太阳能的诸多方法中最为主要的形式。 太阳能电池可吸收照射到它上面的光能（太阳能）并通过半导体的光伏效应产生光生电子—空穴对。然后光生电子和空穴在电池内电场的作用下分离开来，并在电池两端产生正负电荷，即电压。
1.2 光伏发电的主要优势
（1）建造、拆卸和维护特性：模块化结构，规模大小随意，易于建造安装、拆卸迁移，而且易于随时扩大发电容量。可实现无人值守，维护成本低。
（2）光伏发电与环境关系：光伏发电没有机械旋转部件，无噪声；没有燃烧过程，不排放温室气体和其它废气、废水，环境友好，真正的绿色发电。
（3）太阳能资源的无限和分布特性：太阳能辐射取之不尽，用之不竭，可再生并洁净环保；阳光普照大地，无处不在，无需运输，不受霸权控制。
（4）发电原理具有先进性：即直接从光子转换到电子，没有中间过程（如热能—机械能、机械能—电磁能转换等）和机械运动，发电形式极为简捷。
2.光伏发电系统组成及各部分功能
光伏发电系统是采用太阳电池将太阳辐射能直按转换成电能的完整的发电系统。组成部分：太阳电池方阵、控制器、蓄电池组、直流--交流逆变器等。
2.1 充放电控制器
此为蓄电池的控制中心，通过检测电压和电荷的状况确定蓄电池是否达到过充点或者是过放点，然后根据检测出的情况发出继续充电、放电或者终止的指令。在蓄电池的使用过程中，太过高频率的过充电和过放电会很明显的减少电池的使用寿命，过充电的时候，电池会大量出气，造成水分的散失和活性物质脱落，而在过放电的时候会很明显加速不可逆硫酸化以及栅板腐蚀，为了防止保护蓄电池不收过放电和过充电的危害，充放电控制器是必须的，也是必要的，而在近几年，聪明的设计者为了应对太阳能光伏系统电池容量不断增加和用户对系统运行状态的要求，给控制器增加了保护和监测的功能，使得充放电控制器在技术层面有了很大的提升，目前很多的发达国家使用的控制器里面已经安装了微处理器，实现了软件智能控制。
2.2 直流—交流逆变器
此为应用端的必备，太阳能光伏电池在日照下产生电能，而这时候产生的电能是直流电的形式，直流电作为供电用电是有很大的限制的，冰箱，电视机，风扇这些我们日常生活中常用的电器都无法直接利用直流电，需要通过复杂的升降压技术，并且装置复杂给后期维护造成极大的困难。在除去特别的要求外，日常的光伏发电系统都是要陪备直流交流逆变器的，把直流电流改成交流电流，而交流电流只需一个变压器就可以了，设备要简单及操作，后期维护也省时省力。现在的逆变器还拥有了手动和自动调压的功能，通过这些方式来改良太阳能光伏发电的质量，为用户提供更好的服务。
2.3 储能蓄电池
此为太阳能光伏电站的贮能装置，能起到储存电能和稳定电压的作用，运行原理是将吸收的太阳能转换来的直流电能用化学能的方式存储以待使用。当日照时间长，光能充足的时候可以将多余的电力存储起来，相反的，当日照时间不足，电能不够的时候，储存的电能会自动补充给负载电能，以维持电压的稳定，是太阳能光伏发电系统中必备的设备。
2.4 太阳能电池组件及方阵
此为太阳能光伏发电系统的最主要部分，即核心。太阳电池单体是光电转换的最小单元，尺寸一般为4～200cm2。工作电流大概为20～25mA，单体的工作电压大概是为0.5V，单个的太阳能电池组件不作为单独的电源，而是将单体经行串联组合封装后，成为太阳能电池组件来使用，功率一般在几瓦至几十瓦是可以单独作为电源使用的最小单元。太阳能组件在经过串联和并联等组合方式安装起来，就构成了方阵，可以满足大部分的要求的输出功率了。
3.太阳能光伏发电在我国的前景
我国的太阳能光伏有很大的优势，太阳能资源十分丰富，全国年日照的时数大于2200个小时，年辐射总量高于1，390千瓦时/平方米的地区，约占全国总面积的2/3以上。荒漠资源面积大，荒漠化土地面积为262万平方公里，利用其中的1%发展光伏发电，装机容量可达78.6亿千瓦，年发电量约为10.2亿千瓦时，相当于2010年全社会用电量的2.4倍。另外，可利用建筑面积大，总计约185亿平方米，利用建筑屋顶、南立面可发展光电建筑一体化项目。
生产的太阳能电池占全球半成以上。在应用方面，国内自用的只有2个百分点，剩下的绝大都数都是出口到国外，国内的应用依然是在初步阶段，但是这既是挑战也是机遇，有很大的市场份额和空间等着我们去开发利用。目前国内的应用大部分是安排在农村和偏远的地区，通信或者是工业方面的应用，而在以后我们会根据能源的发展规划逐步的发展起我国特色的太阳能光伏发电应用市场。
中国政府在09年的哥本哈根气候变化领导人会议上曾经承诺在2020年把我国国内单位生产总值二氧化碳排放比05年要降低百分之40到百分之45左右，非石油化工能源的消费比重提高至百分之十五左右。
这样的承诺代表了中国政府在应对气候比变化和二氧化碳排放量的问题上一个大国应该有的责任和态度以及决议。根据中国的可再生能源发展的“十二五”规划，太阳能光伏发电在中国的应用前景是巨大和值得期待的。
参考文献
[1] 殷志强等.中国可再生能源发展战略研究丛书--太阳能卷[M].北京：中国电力出版社，2008.11.
[2] 高虎等.可再生能源科技与产业发展知识读本[M].北京：化学工业出版社，2009.4.
[3] 王继东等.光伏发电与风力发电的并网技术标准[J].电力自动化设备，2011.11.
[4] 李建忠等.太阳能光伏发电应用研究进展综述[J].广西大学学报，2009.7.
[关键词]太阳能光伏发电 基本原理 系统组成 前景
中图分类号：TM615 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）42-0189-01
随着常规能源不断减少，价格不段攀升，世界各国都开始了对新型能源——太阳能的利用开始发展科技，我国也适应国际环境和国内因素颁布了《可再生能源法》，其中太阳能光伏发电技术发展迅速，目前的制约因素就是成本。太阳能光伏发电造价高（每千瓦3万元以上），发电成本贵（1.5元/千瓦时以上），但是随着技术的发展和运行成本的降低，以及常规能源成本的提升，终有一日太阳能光伏发电的成本会和常规能源发电成本相当。届时，太阳能光伏发电会全面进入到商业阶段，为了为这一天的到来做好万全的准备，我们必须提前考虑到太阳能光伏发电的优势，模式，经济效益和环境效益，并积极的做出改变。
1.太阳电池的基本原理和光伏发电的主要优势
1.1 太阳电池的基本原理
简单来说就是把采集到的太阳能转换成可被广泛利用的电能，而太阳能光伏发电是利用太阳能的诸多方法中最为主要的形式。 太阳能电池可吸收照射到它上面的光能（太阳能）并通过半导体的光伏效应产生光生电子—空穴对。然后光生电子和空穴在电池内电场的作用下分离开来，并在电池两端产生正负电荷，即电压。
1.2 光伏发电的主要优势
（1）建造、拆卸和维护特性：模块化结构，规模大小随意，易于建造安装、拆卸迁移，而且易于随时扩大发电容量。可实现无人值守，维护成本低。
（2）光伏发电与环境关系：光伏发电没有机械旋转部件，无噪声；没有燃烧过程，不排放温室气体和其它废气、废水，环境友好，真正的绿色发电。
（3）太阳能资源的无限和分布特性：太阳能辐射取之不尽，用之不竭，可再生并洁净环保；阳光普照大地，无处不在，无需运输，不受霸权控制。
（4）发电原理具有先进性：即直接从光子转换到电子，没有中间过程（如热能—机械能、机械能—电磁能转换等）和机械运动，发电形式极为简捷。
2.光伏发电系统组成及各部分功能
光伏发电系统是采用太阳电池将太阳辐射能直按转换成电能的完整的发电系统。组成部分：太阳电池方阵、控制器、蓄电池组、直流--交流逆变器等。
2.1 充放电控制器
此为蓄电池的控制中心，通过检测电压和电荷的状况确定蓄电池是否达到过充点或者是过放点，然后根据检测出的情况发出继续充电、放电或者终止的指令。在蓄电池的使用过程中，太过高频率的过充电和过放电会很明显的减少电池的使用寿命，过充电的时候，电池会大量出气，造成水分的散失和活性物质脱落，而在过放电的时候会很明显加速不可逆硫酸化以及栅板腐蚀，为了防止保护蓄电池不收过放电和过充电的危害，充放电控制器是必须的，也是必要的，而在近几年，聪明的设计者为了应对太阳能光伏系统电池容量不断增加和用户对系统运行状态的要求，给控制器增加了保护和监测的功能，使得充放电控制器在技术层面有了很大的提升，目前很多的发达国家使用的控制器里面已经安装了微处理器，实现了软件智能控制。
2.2 直流—交流逆变器
此为应用端的必备，太阳能光伏电池在日照下产生电能，而这时候产生的电能是直流电的形式，直流电作为供电用电是有很大的限制的，冰箱，电视机，风扇这些我们日常生活中常用的电器都无法直接利用直流电，需要通过复杂的升降压技术，并且装置复杂给后期维护造成极大的困难。在除去特别的要求外，日常的光伏发电系统都是要陪备直流交流逆变器的，把直流电流改成交流电流，而交流电流只需一个变压器就可以了，设备要简单及操作，后期维护也省时省力。现在的逆变器还拥有了手动和自动调压的功能，通过这些方式来改良太阳能光伏发电的质量，为用户提供更好的服务。
2.3 储能蓄电池
此为太阳能光伏电站的贮能装置，能起到储存电能和稳定电压的作用，运行原理是将吸收的太阳能转换来的直流电能用化学能的方式存储以待使用。当日照时间长，光能充足的时候可以将多余的电力存储起来，相反的，当日照时间不足，电能不够的时候，储存的电能会自动补充给负载电能，以维持电压的稳定，是太阳能光伏发电系统中必备的设备。
2.4 太阳能电池组件及方阵
此为太阳能光伏发电系统的最主要部分，即核心。太阳电池单体是光电转换的最小单元，尺寸一般为4～200cm2。工作电流大概为20～25mA，单体的工作电压大概是为0.5V，单个的太阳能电池组件不作为单独的电源，而是将单体经行串联组合封装后，成为太阳能电池组件来使用，功率一般在几瓦至几十瓦是可以单独作为电源使用的最小单元。太阳能组件在经过串联和并联等组合方式安装起来，就构成了方阵，可以满足大部分的要求的输出功率了。
3.太阳能光伏发电在我国的前景
我国的太阳能光伏有很大的优势，太阳能资源十分丰富，全国年日照的时数大于2200个小时，年辐射总量高于1，390千瓦时/平方米的地区，约占全国总面积的2/3以上。荒漠资源面积大，荒漠化土地面积为262万平方公里，利用其中的1%发展光伏发电，装机容量可达78.6亿千瓦，年发电量约为10.2亿千瓦时，相当于2010年全社会用电量的2.4倍。另外，可利用建筑面积大，总计约185亿平方米，利用建筑屋顶、南立面可发展光电建筑一体化项目。
生产的太阳能电池占全球半成以上。在应用方面，国内自用的只有2个百分点，剩下的绝大都数都是出口到国外，国内的应用依然是在初步阶段，但是这既是挑战也是机遇，有很大的市场份额和空间等着我们去开发利用。目前国内的应用大部分是安排在农村和偏远的地区，通信或者是工业方面的应用，而在以后我们会根据能源的发展规划逐步的发展起我国特色的太阳能光伏发电应用市场。
中国政府在09年的哥本哈根气候变化领导人会议上曾经承诺在2020年把我国国内单位生产总值二氧化碳排放比05年要降低百分之40到百分之45左右，非石油化工能源的消费比重提高至百分之十五左右。
这样的承诺代表了中国政府在应对气候比变化和二氧化碳排放量的问题上一个大国应该有的责任和态度以及决议。根据中国的可再生能源发展的“十二五”规划，太阳能光伏发电在中国的应用前景是巨大和值得期待的。
参考文献
[1] 殷志强等.中国可再生能源发展战略研究丛书--太阳能卷[M].北京：中国电力出版社，2008.11.
[2] 高虎等.可再生能源科技与产业发展知识读本[M].北京：化学工业出版社，2009.4.
[3] 王继东等.光伏发电与风力发电的并网技术标准[J].电力自动化设备，2011.11.
[4] 李建忠等.太阳能光伏发电应用研究进展综述[J].广西大学学报，2009.7.