
第一篇 原理及意義篇
1.什么是光伏發電?什么是分布式光伏發電?
答:光伏發電是指利用太陽電池把太陽輻射能直接轉變成電能的發電方式。光伏發電是當今太陽光發電的主流,所以,現在人們通常說的太陽光發電主要是指太陽能光伏發電。
分布式光伏發電,是指在用戶所在場地附近建設、運行方式以用戶側自發自用為主、多余電量上網,且在配電系統平衡調節為特征的光伏發電設施。
分布式光伏發電遵循因地制宜、清潔高效、分散布局、就近利用的原則,充分利用當地太陽能資源,替代和減少化石能源消費。
2.您知道光伏發電的歷史起源嗎?
答:1839年,19歲的法國貝克勒爾做物理實驗時,發現在導電液中的兩種金屬電極用光照射時,電流會加強,從而發現了“光生伏打效應”;
1930年朗格首次提出用“光伏效應”制造“太陽電池”,是太陽能變成電能;
1932年奧杜博特和斯托拉制成第一塊“硫化鎘”太陽電池;
1941年,奧爾在硅上發現光伏效應;
1954年5月美國貝爾實驗室恰賓、富勒和皮爾松開發出效率為6%的單晶硅太陽電池,這是世界上第一個有實用價值的太陽電池。同年,威克爾首次發現了砷化鎵有光伏效應,并在玻璃上沉積硫化鎘薄膜,制成了太陽電池。太陽光能轉化為電能的實用光伏發電技術由此誕生并發展起來。
3.光伏電池是怎么發電的?
答:光伏電池是一種具有光‐電轉換特性的半導體器件,它直接將太陽輻射能轉換成直流電,是光伏發電的最基本單元。光伏電池特有的電特性是借助于在晶體硅中摻入某些元素(例如:磷或硼等),從而在材料的分子電荷里造成永久的不平衡,形成具有特殊電性能的半導體材料。在陽光照射下,具有特殊電性能的半導體內可以產生自由電荷,這些自由電荷定向移動并積累,從而在其兩端形成電動勢,當用導體將其兩端閉合時便產生電流。這種現象被稱為“光生伏打效應”,簡稱“光伏效應”。

太陽能發電原理圖
4.光伏發電系統由哪些部件構成?
答:光伏發電系統由光伏方陣(光伏方陣由光伏組件串并聯而成)、控制器、蓄電池組、直流/交流逆變器等部分組成。光伏發電系統的核心部件是光伏組件,而光伏組件又是由光伏電池串、并聯并封裝而成,它將太陽的光能直接轉化為電能。光伏組件產生的電為直流電,我們可以直接以直流電的形式應用,也可以用逆變器將其轉換成為交流電,加以應用。從另一個角度來看,對于光伏系統產生的電能我們可以即發即用,也可以用蓄電池等儲能裝置將電能存放起來,按照需要隨時釋放出來使用。其系統組成如下圖所示。

5.什么是配電網?配電網與分布式光伏發電有什么關系?
答:配電網是從輸電網或地區發電廠接受電能,通過配電設施就地分配或按電壓逐級分配給各類用戶的電力網,是由架空線路、電纜、桿塔、配電變壓器、隔離開關、無功補償電容、計量裝置以及一些附屬設施等組成的,一般采用閉環設計、開環運行,其結構呈輻射狀。
分布式電源接入配電網,使配電系統中發電與用電并存,配電網結構從放射狀結構變為多電源結構,短路電流大小、流向以及分布特性均發生改變。
6.為什么說光伏電力是綠色低碳能源?
答:光伏發電具有顯著的能源、環保和經濟效益,是最優質的綠色能源之一。在我國平均日照條件下,光伏發電系統全壽命周期內能量回報超過其能源消耗的15倍以上,光伏發電的碳排放量僅是燃煤發電的5%左右。歐盟已提出2030年光伏發電約占總發電量15%的宏偉愿景。世界發達國家已經將其作為戰略性新興產業,并在近20年中獲得了快速發展。我國面臨著更為嚴峻的能源和環境壓力,如參比歐盟相同的光伏占發電量15%的目標,則到2030年我國光伏總裝機容量將達到10.5億千瓦,按年發電1200小時計算,年發電量可達12600億千瓦時,相當于2012年全國總用電量的25%,可節約用煤4.08億噸標準煤,實現減排二氧化碳約9.9億噸,年減排二氧化硫、氮氧化物、粉塵分別達到914萬噸、184萬噸、23萬噸,同時可減少因燃煤發電帶來的固廢排放1.4億噸和用水31.75億噸。根據世界自然基金會(WWF)研究結果:從減排二氧化碳效果而言,安裝1平米太陽能光伏相當于植樹造林100平米,發展光伏發電等可再生能源將是根本上解決霧霾、酸雨等環境問題的有效手段。

