無論從世界還是從中國(guó)來看，常規(guī)能源都是很有限的。中國(guó)的一次性能源儲(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%。太陽能是人類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。
 

　　近日，國(guó)家能源局發(fā)布2022年光伏發(fā)電建設(shè)運(yùn)行情況。
 

注：1.以上統(tǒng)計(jì)不包括港澳臺(tái)地區(qū)。
 

　　2.數(shù)據(jù)來源：國(guó)家可再生能源中心、中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)。
 

　　3.2022年部分省(自治區(qū)、直轄市)裝機(jī)有退運(yùn)減容，截至2022年底累計(jì)并網(wǎng)容量按當(dāng)年凈增并網(wǎng)容量統(tǒng)計(jì)。
 

　　今天，儀表網(wǎng)給大家科普一下關(guān)于光伏發(fā)電的一些知識(shí)。
 

　　一、光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成
 

　　光伏發(fā)電系統(tǒng)是由光伏組件，蓄電池組，充放電控制器，逆變器，交流配電柜，太陽跟蹤控制系統(tǒng)等設(shè)備組成。其部分設(shè)備的作用是：
 

　　光伏組件
 

　　在有光照(無論是太陽光，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。太陽能電池一般為硅電池，分為單晶硅太陽能電池，多晶硅太陽能電池和非晶硅太陽能電池三種。
 

　　蓄電池組
 

　　其作用是貯存太陽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)防止蓄電池過充電和過放電的設(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充電或過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。
 

　　跟蹤系統(tǒng)
 

　　由于相對(duì)于某一個(gè)固定地點(diǎn)的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，一年春夏秋冬四季、每天日升日落，太陽的光照角度時(shí)時(shí)刻刻都在變化，如果太陽能電池板能夠時(shí)刻正對(duì)太陽，發(fā)電效率才會(huì)達(dá)到最佳狀態(tài)。
 

　　世界上通用的太陽跟蹤控制系統(tǒng)都需要根據(jù)安放點(diǎn)的經(jīng)緯度等信息計(jì)算一年中的每一天的不同時(shí)刻太陽所在的角度，將一年中每個(gè)時(shí)刻的太陽位置存儲(chǔ)到PLC、單片機(jī)或電腦軟件中，也就是靠計(jì)算太陽位置以實(shí)現(xiàn)跟蹤。采用的是電腦數(shù)據(jù)理論，需要地球經(jīng)緯度地區(qū)的的數(shù)據(jù)和設(shè)定，一旦安裝，就不便移動(dòng)或裝拆，每次移動(dòng)完就必須重新設(shè)定數(shù)據(jù)和調(diào)整各個(gè)參數(shù)；原理、電路、技術(shù)、設(shè)備復(fù)雜，非專業(yè)人士不能夠隨便操作。把加裝了智能太陽跟蹤儀的太陽能發(fā)電系統(tǒng)安裝在高速行駛的汽車、火車，以及通訊應(yīng)急車、特種軍用汽車、軍艦或輪船上，不論系統(tǒng)向何方行駛、如何調(diào)頭、拐彎，智能太陽跟蹤儀都能保證設(shè)備的要求跟蹤部位正對(duì)太陽。
 

　　二、系統(tǒng)分類
 

　　獨(dú)立光伏發(fā)電
 

　　獨(dú)立光伏發(fā)電也叫離網(wǎng)光伏發(fā)電。主要由太陽能電池組件、控制器、蓄電池組成，若要為交流負(fù)載供電，還需要配置交流逆變器。獨(dú)立光伏電站包括邊遠(yuǎn)地區(qū)的村莊供電系統(tǒng)，太陽能戶用電源系統(tǒng)，通信信號(hào)電源、陰極保護(hù)、太陽能路燈等各種帶有蓄電池的可以獨(dú)立運(yùn)行的光伏發(fā)電系統(tǒng)。
 

　　并網(wǎng)光伏發(fā)電
 

　　并網(wǎng)光伏發(fā)電就是太陽能組件產(chǎn)生的直流電經(jīng)過并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換成符合市電電網(wǎng)要求的交流電之后直接接入公共電網(wǎng)。可以分為帶蓄電池的和不帶蓄電池的并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。
 

　　帶有蓄電池的并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)具有可調(diào)度性，可以根據(jù)需要并入或退出電網(wǎng)，還具有備用電源的功能，當(dāng)電網(wǎng)因故停電時(shí)可緊急供電。帶有蓄電池的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)常常安裝在居民建筑；不帶蓄電池的并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)不具備可調(diào)度性和備用電源的功能，一般安裝在較大型的系統(tǒng)上。
 

　　并網(wǎng)光伏發(fā)電有集中式大型并網(wǎng)光伏電站一般都是國(guó)家級(jí)電站，主要特點(diǎn)是將所發(fā)電能直接輸送到電網(wǎng)，由電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)配向用戶供電。但這種電站投資大、建設(shè)周期長(zhǎng)、占地面積大，還沒有太大發(fā)展。而分散式小型并網(wǎng)光伏，特別是光伏建筑一體化光伏發(fā)電，由于投資小、建設(shè)快、占地面積小、政策支持力度大等優(yōu)點(diǎn)，是并網(wǎng)光伏發(fā)電的主流。
 

　　分布式光伏發(fā)電
 

　　分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，又稱分散式發(fā)電或分布式供能，是指在用戶現(xiàn)場(chǎng)或靠近用電現(xiàn)場(chǎng)配置較小的光伏發(fā)電供電系統(tǒng)，以滿足特定用戶的需求，支持現(xiàn)存配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，或者同時(shí)滿足這兩個(gè)方面的要求。
 

　　分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本設(shè)備包括光伏電池組件、光伏方陣支架、直流匯流箱、直流配電柜、并網(wǎng)逆變器、交流配電柜等設(shè)備，另外還有供電系統(tǒng)監(jiān)控裝置和環(huán)境監(jiān)測(cè)裝置。其運(yùn)行模式是在有太陽輻射的條件下，光伏發(fā)電系統(tǒng)的太陽能電池組件陣列將太陽能轉(zhuǎn)換輸出的電能，經(jīng)過直流匯流箱集中送入直流配電柜，由并網(wǎng)逆變器逆變成交流電供給建筑自身負(fù)載，多余或不足的電力通過聯(lián)接電網(wǎng)來調(diào)節(jié)。
 

　　三、光伏發(fā)電的優(yōu)缺點(diǎn)
 

　　與常用的火力發(fā)電系統(tǒng)相比，光伏發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)于：
 

　　①無枯竭危險(xiǎn)；
 

　　②安全可靠，無噪聲，無污染排放外，絕對(duì)干凈(無公害)；
 

　　③不受資源分布地域的限制，可利用建筑屋面的優(yōu)勢(shì)；例如，無電地區(qū)，以及地形復(fù)雜地區(qū)；
 

　　④無需消耗燃料和架設(shè)輸電線路即可就地發(fā)電供電；
 

　　⑤能源質(zhì)量高；
 

　　⑥使用者從感情上容易接受；
 

　　⑦建設(shè)周期短，獲取能源花費(fèi)的時(shí)間短。
 

　　缺點(diǎn)
 

　　但是，太陽能電池板的生產(chǎn)卻具有高污染、高能耗的特點(diǎn)，在現(xiàn)有的條件下，生產(chǎn)國(guó)內(nèi)自己使用的電池板還說的過去，不過大量出口等于污染中國(guó)，造福世界了，據(jù)統(tǒng)計(jì)，生產(chǎn)一塊1m×1.5m的太陽能板必須燃燒超過40公斤煤，但即使中國(guó)最沒有效率的火力發(fā)電廠也能夠用這些煤生產(chǎn)130千瓦時(shí)的電(一般一塊1mx1.6m的太陽能板一年發(fā)電量在250千瓦時(shí)以上)——這足夠讓2.2瓦的發(fā)光二極管(LED)燈泡按照每天工作12小時(shí)計(jì)算發(fā)光30年。
 

　　①照射的能量分布密度小，即要占用巨大面積；
 

　　②獲得的能源同四季、晝夜及陰晴等氣象條件有關(guān)。
 

　　③相對(duì)于火力發(fā)電，發(fā)電機(jī)會(huì)成本高。
 

　　④光伏板制造過程中不環(huán)保。