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摘 要 面对当今环境污染和能源枯竭日益严重的现象，使得人们越来越关注绿色能源和可再生能源的开发。在太阳能电池技术和电力电子技术日臻完善的今天，太阳能光伏发电技术在不断提高中得到发展，在发电技术上具有很大的发展，也是利用新能源的一种形式。光伏发电技术是以高效率、高可靠度、高功率密度和智能化为主要发展方向，不同于火力水力等传统能源发电的是太阳能主要是以并网发电系统为主要途径。本文主要就是对太阳能光伏发电系统来进行探究。
关键词 太阳能；光伏发电；环境
中图分类号：TM615 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）022-046-2
人类一切经济文化活动都需要以能源来作为动力来源，20世纪及以前人们主要以煤炭、天然气和石油等来作为主要的能源来源，而这些能源都是经过上万年甚至更长的时间由古生物变化而来，不珍贵的不可再生的能源。随着人类对能源需求的不断提高，近年来，人类开采 不可再生能源的脚步日益加快，使得这些化石能源的存量不断减少，以现在的这种开采状态，在不远的将来地球上的化石能源就会被人类消耗殆尽。
在消耗能源的同时，在使用的过程中，还会排放大量的温室气体，对大气造成的严重污染。导致全球气候变暖，南北极冰山融化，使得海平面上升，对人类和生物的生命安全造成威胁。由此可见，开发、利用并推广高效环保的绿色可再生能源是当务之急，太阳能作为一种可再生资源，对环境和能源的可持续发展具有重要的意义。
1 太阳能光伏发电系统的相关概念
太阳能光伏发电系统，是将太阳能通过光生伏打效应来将其转换为电能的，由太阳能电池方阵，交直流配电柜，蓄电池组，逆变器、支架系统及电缆等其他BOS所组成。
太阳能电池作为太阳能光伏发电系统的重要组成部分，起着能量转换的作用，能够将太阳光或其他任何能够发光物体的光通过吸收，将这些光能转变成电能的器件。太阳能电池多为硅电池。接下来我们来介绍一下太阳能电池原材料的特点。电池片为保证太阳能电池板的发电功率，采用单晶硅的太阳能片来进行封装；玻璃更是要采用透光率在91%以上的低铁钢化绒面玻璃，在保证耐紫外线辐射的情况下，使得透光率依然不下降；EVA膜層作为密封剂和连接剂，在保证高透光率的同时，还要具有抗氧化、抗紫外线和固化的能力。
太阳能光伏发电系统中的逆变器则是将直流电转变成交流电的装置。太阳能电池所转化成的电能是直流电，而我们通常所用的负载都应该是交流负载，这个时候，逆变器就是必不可少的设备了。逆变器按照不同的分类方式可分为并网逆变器和独立运行逆变器；正弦逆变器和方波逆变器。
蓄电池组主要运用在独立型系统及微网系统中，其作用是储存太阳能电池方阵受光照时发出的电能并可随时向负载供电。
能源结构在21世纪发生了很大的变化。太阳能寿命长、储量大和经济环保的特点，在逐渐重视的同时，使用的范围也越来越广泛。目前，主要在无法供电的偏远地区和发达城市的公共设施主要来运用光伏发电系统。与此同时，由国家发改委发布的《可再生能源能源中长期发展计划》及各项补贴政策相继提出，结合中国光照能源分布及联网供电发展的趋势所向，为今后大规模运用光伏并网系统提供了有力的资金及政策保障措施，大型并网光伏发电系统的建设在中国取得了飞速发展。
2 光伏发电系统的设计
光伏发电系统可分为光伏独立发电系统和光伏并网发电系统。
2.1 光伏独立发电系统
独立型光伏发电系统广泛应用于偏僻山区、无电区、海岛、通讯基站和路灯等应用场所。系统一般由太阳电池组件组成的光伏方阵、太阳能充放电控制器、蓄电池组、离网型逆变器、直流负载和交流负载等构成。光伏方阵在有光照的情况下将太阳能转换为电能，通过太阳能充放电控制器给负载供电，同时给蓄电池组充电；在无光照时，通过太阳能充放电控制器由蓄电池组给直流负载供电，同时蓄电池还要直接给独立逆变器供电，通过独立逆变器逆变成交流电，给交流负载供电。
2.2 光伏并网发电系统
光伏并网发电系统主要是由太阳能电池组和直/交流逆变器组成。既能够将由太阳能所转换成的电能在逆变器作用下变为交流负载供用户直接使用，又能够将所产生的电传输到交流电网上。
光伏并网发电作为现在发展最迅速的高技术太阳能光伏发电应用方式之一，与独立的光伏发电系统相比，光伏并网发电是太阳能发电今后的发展趋势。并网发电系统的优势主要有以下优势。
1）并网方式灵活，分布式和集中型并网相结合，既可就地消耗发电，将多余电力并入电网取得收益，又可将所发电直接并入电网卖电取得收益。
2）对光伏电池能够更快、更精确的进行追踪，最大限度的将电能输入到电网，来对功率损耗进行降低。
3）中间环节的简化，能够减少在蓄电池充放电中所损耗的电能，对中间环节所造成的维护和运行成本进行了降低，同时也降低了回收废旧电池过程中所造成的环境污染问题。
3 光伏发电系统的分析
光伏发电并网系统比独立光伏发电系统不同的是，在满足供给的同时，还能够将剩余的电力给电网反馈回去，这样就保证了在夜晚和天气不佳，不能进行太阳能光伏发电的时候，能够通过从电网取电，来确保正常的用电。在省去储存装置的情况下，还能够较低成本。
为能够在大型城市进行太阳能光伏发电，能够采取太阳能光伏发电与建筑相结合的形式，在建筑物的屋顶和能够得到阳光充分照射的外立面以光伏发电的装置来代替建筑物外围护的涂料、瓷砖。在满足建筑物需要的同时，还能够进行发电，达到了既美观又实用的作用。
4 太阳能光伏发电系统的应用
现阶段太阳能光伏发电系统的应用，主要以小型户光伏发电、屋顶型光伏发电和大型并网型光伏发电的应用进行介绍。
4.1 小户型光伏发电
小户型家用型光伏系统作为非并网光伏发电系统的组成部分之一，广泛应用于较为贫困的山区和农村，以保证他们的用电所需。其优良的性能和可靠性，得到了广大用户的好评。以辽宁某县为例，该地区以安装了353套独立的家用太阳能光伏发电系统，不但能够满足白天的电能供应，所储存起来的电能还能够满足夜间和天气不好时候的供应。
4.2 屋顶型光伏发电
在太阳能光伏发电系统逐渐得到普及的今天，太阳能屋顶光伏发电也得到了广泛的应用。在应用中，不但能够满足用户用电的需求，还能够充分利用屋顶资源，减少土地资源的占用，降低屋顶的升温，缓解用电高峰等优点。
现如今，已有很多城市都在应用太阳能光伏发电照明灯，如对车站、道路或公共场所中的路灯、庭院灯、草坪灯运用太阳能技术，在保证其美观大方的同时，降低了城市中能源的消耗。
4.3 大型并网型光伏发电
大型并网发电系统主要以地面电站及屋面大型电站为标志，大型并网光伏发电系统作为光伏发电的未来，是技术进步的标志，若能够将大型并网型光伏发电作为发电的主要方式，这对于缓解能源的损耗具有非常深远的影响。对降低化石能源的使用，保护环境都有很大的帮助。
参考文献
[1]崔容强，赵春江，吴达成.并网型太阳能光伏发电系统[M].北京：化学工业出版社，2007.
[2]周四清，马超群，李林.太阳能光伏产业可持续发展理论研究思考[J].科技进步与对策，2007.
[3]张东海.推动我国太阳能光伏发电产业化的对策建议[J].宏观经济研究，2007.
关键词 太阳能；光伏发电；环境
中图分类号：TM615 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）022-046-2
人类一切经济文化活动都需要以能源来作为动力来源，20世纪及以前人们主要以煤炭、天然气和石油等来作为主要的能源来源，而这些能源都是经过上万年甚至更长的时间由古生物变化而来，不珍贵的不可再生的能源。随着人类对能源需求的不断提高，近年来，人类开采 不可再生能源的脚步日益加快，使得这些化石能源的存量不断减少，以现在的这种开采状态，在不远的将来地球上的化石能源就会被人类消耗殆尽。
在消耗能源的同时，在使用的过程中，还会排放大量的温室气体，对大气造成的严重污染。导致全球气候变暖，南北极冰山融化，使得海平面上升，对人类和生物的生命安全造成威胁。由此可见，开发、利用并推广高效环保的绿色可再生能源是当务之急，太阳能作为一种可再生资源，对环境和能源的可持续发展具有重要的意义。
1 太阳能光伏发电系统的相关概念
太阳能光伏发电系统，是将太阳能通过光生伏打效应来将其转换为电能的，由太阳能电池方阵，交直流配电柜，蓄电池组，逆变器、支架系统及电缆等其他BOS所组成。
太阳能电池作为太阳能光伏发电系统的重要组成部分，起着能量转换的作用，能够将太阳光或其他任何能够发光物体的光通过吸收，将这些光能转变成电能的器件。太阳能电池多为硅电池。接下来我们来介绍一下太阳能电池原材料的特点。电池片为保证太阳能电池板的发电功率，采用单晶硅的太阳能片来进行封装；玻璃更是要采用透光率在91%以上的低铁钢化绒面玻璃，在保证耐紫外线辐射的情况下，使得透光率依然不下降；EVA膜層作为密封剂和连接剂，在保证高透光率的同时，还要具有抗氧化、抗紫外线和固化的能力。
太阳能光伏发电系统中的逆变器则是将直流电转变成交流电的装置。太阳能电池所转化成的电能是直流电，而我们通常所用的负载都应该是交流负载，这个时候，逆变器就是必不可少的设备了。逆变器按照不同的分类方式可分为并网逆变器和独立运行逆变器；正弦逆变器和方波逆变器。
蓄电池组主要运用在独立型系统及微网系统中，其作用是储存太阳能电池方阵受光照时发出的电能并可随时向负载供电。
能源结构在21世纪发生了很大的变化。太阳能寿命长、储量大和经济环保的特点，在逐渐重视的同时，使用的范围也越来越广泛。目前，主要在无法供电的偏远地区和发达城市的公共设施主要来运用光伏发电系统。与此同时，由国家发改委发布的《可再生能源能源中长期发展计划》及各项补贴政策相继提出，结合中国光照能源分布及联网供电发展的趋势所向，为今后大规模运用光伏并网系统提供了有力的资金及政策保障措施，大型并网光伏发电系统的建设在中国取得了飞速发展。
2 光伏发电系统的设计
光伏发电系统可分为光伏独立发电系统和光伏并网发电系统。
2.1 光伏独立发电系统
独立型光伏发电系统广泛应用于偏僻山区、无电区、海岛、通讯基站和路灯等应用场所。系统一般由太阳电池组件组成的光伏方阵、太阳能充放电控制器、蓄电池组、离网型逆变器、直流负载和交流负载等构成。光伏方阵在有光照的情况下将太阳能转换为电能，通过太阳能充放电控制器给负载供电，同时给蓄电池组充电；在无光照时，通过太阳能充放电控制器由蓄电池组给直流负载供电，同时蓄电池还要直接给独立逆变器供电，通过独立逆变器逆变成交流电，给交流负载供电。
2.2 光伏并网发电系统
光伏并网发电系统主要是由太阳能电池组和直/交流逆变器组成。既能够将由太阳能所转换成的电能在逆变器作用下变为交流负载供用户直接使用，又能够将所产生的电传输到交流电网上。
光伏并网发电作为现在发展最迅速的高技术太阳能光伏发电应用方式之一，与独立的光伏发电系统相比，光伏并网发电是太阳能发电今后的发展趋势。并网发电系统的优势主要有以下优势。
1）并网方式灵活，分布式和集中型并网相结合，既可就地消耗发电，将多余电力并入电网取得收益，又可将所发电直接并入电网卖电取得收益。
2）对光伏电池能够更快、更精确的进行追踪，最大限度的将电能输入到电网，来对功率损耗进行降低。
3）中间环节的简化，能够减少在蓄电池充放电中所损耗的电能，对中间环节所造成的维护和运行成本进行了降低，同时也降低了回收废旧电池过程中所造成的环境污染问题。
3 光伏发电系统的分析
光伏发电并网系统比独立光伏发电系统不同的是，在满足供给的同时，还能够将剩余的电力给电网反馈回去，这样就保证了在夜晚和天气不佳，不能进行太阳能光伏发电的时候，能够通过从电网取电，来确保正常的用电。在省去储存装置的情况下，还能够较低成本。
为能够在大型城市进行太阳能光伏发电，能够采取太阳能光伏发电与建筑相结合的形式，在建筑物的屋顶和能够得到阳光充分照射的外立面以光伏发电的装置来代替建筑物外围护的涂料、瓷砖。在满足建筑物需要的同时，还能够进行发电，达到了既美观又实用的作用。
4 太阳能光伏发电系统的应用
现阶段太阳能光伏发电系统的应用，主要以小型户光伏发电、屋顶型光伏发电和大型并网型光伏发电的应用进行介绍。
4.1 小户型光伏发电
小户型家用型光伏系统作为非并网光伏发电系统的组成部分之一，广泛应用于较为贫困的山区和农村，以保证他们的用电所需。其优良的性能和可靠性，得到了广大用户的好评。以辽宁某县为例，该地区以安装了353套独立的家用太阳能光伏发电系统，不但能够满足白天的电能供应，所储存起来的电能还能够满足夜间和天气不好时候的供应。
4.2 屋顶型光伏发电
在太阳能光伏发电系统逐渐得到普及的今天，太阳能屋顶光伏发电也得到了广泛的应用。在应用中，不但能够满足用户用电的需求，还能够充分利用屋顶资源，减少土地资源的占用，降低屋顶的升温，缓解用电高峰等优点。
现如今，已有很多城市都在应用太阳能光伏发电照明灯，如对车站、道路或公共场所中的路灯、庭院灯、草坪灯运用太阳能技术，在保证其美观大方的同时，降低了城市中能源的消耗。
4.3 大型并网型光伏发电
大型并网发电系统主要以地面电站及屋面大型电站为标志，大型并网光伏发电系统作为光伏发电的未来，是技术进步的标志，若能够将大型并网型光伏发电作为发电的主要方式，这对于缓解能源的损耗具有非常深远的影响。对降低化石能源的使用，保护环境都有很大的帮助。
参考文献
[1]崔容强，赵春江，吴达成.并网型太阳能光伏发电系统[M].北京：化学工业出版社，2007.
[2]周四清，马超群，李林.太阳能光伏产业可持续发展理论研究思考[J].科技进步与对策，2007.
[3]张东海.推动我国太阳能光伏发电产业化的对策建议[J].宏观经济研究，2007.