今天我們來學(xué)習(xí)光伏發(fā)電，光伏發(fā)電是屬于新能源發(fā)電的一種。

光伏發(fā)電是利用太陽電池將光能直接轉(zhuǎn)化為電能的一種發(fā)電方式，光伏發(fā)電是大規(guī)模利用太陽能的主要形式和方向。

我國第一座太陽能光電站：1985年10月8日，在甘肅省榆中縣園子鄉(xiāng)勝利建成并正式運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電。 這臺太陽能光電裝置，由二百二十四塊多晶硅光電池組、框架、蓄電池組、直流交流交換器及供電控制系統(tǒng)組成，定額功率為十千瓦，現(xiàn)裝有二十瓦螢光燈二百八十六盞，可供一百三十多農(nóng)戶和十四個(gè)單位照明用。由于通過多晶硅光電池板將吸收的太陽輻射光能轉(zhuǎn)換為電能儲存在蓄電池內(nèi)，即使連陰六七天，仍可供電。

國內(nèi)的大規(guī)模的光伏發(fā)電從2002年開始起步發(fā)展，到2009年進(jìn)入快速增長階段。2011年國家上網(wǎng)電價(jià)政策出臺之后，對光伏發(fā)電的發(fā)展又增加了一劑強(qiáng)心劑。截至2017年，我國光伏發(fā)電新增裝機(jī)量達(dá)到了53.06GW,同比增長了53.62%，達(dá)到了全球第一。

隨著光伏產(chǎn)業(yè)的研發(fā)力度不斷加深、生產(chǎn)工藝不斷進(jìn)步，光伏產(chǎn)品的能耗將持續(xù)降低，效率逐漸提高，成本也將繼續(xù)下降，再加上目前碳達(dá)峰碳中和政策的推出，將儲能行業(yè)推向了高潮，儲能行業(yè)的大力發(fā)展，勢必能給光伏行業(yè)帶來新一輪的大增長。

光伏發(fā)電憑借太陽電池將太陽的輻射能轉(zhuǎn)換為電能，而太陽電池轉(zhuǎn)換能量的能力是基于半導(dǎo)體的光伏效應(yīng)。光伏效應(yīng)也稱為光生伏特效應(yīng)，是指半導(dǎo)體在受到光照射時(shí)產(chǎn)生電動勢的現(xiàn)象。

光伏發(fā)電的主要具體原理是半導(dǎo)體的光電效應(yīng)。光子照射到金屬上時(shí)，它的能量可以被金屬中某個(gè)電子全部吸收，電子吸收的能量足夠大，能克服金屬內(nèi)部引力做功，離開金屬表面逃逸出來，成為光電子。硅原子有4個(gè)外層電子，如果在純硅中摻入有5個(gè)外層電子的原子如磷原子，就成為N型半導(dǎo)體；若在純硅中摻入有3個(gè)外層電子的原子如硼原子，形成P型半導(dǎo)體。當(dāng)P型和N型結(jié)合在一起時(shí)，接觸面就會形成電勢差，成為太陽能電池。當(dāng)太陽光照射到P－N結(jié)后，空穴由P極區(qū)往N極區(qū)移動，電子由N極區(qū)向P極區(qū)移動，形成電流。

將一系列單體太陽電池進(jìn)行串聯(lián)形成串聯(lián)電池組可以獲得較高的輸出電壓;將一系列單體太陽電池進(jìn)行并聯(lián)可以獲得較大的輸出電流:將多組串聯(lián)電池組進(jìn)行并聯(lián)可以獲得較高的輸出電壓與較高的輸出電流。太陽電池經(jīng)過串并聯(lián)并且封裝后，就可以組成大面積的光伏組件，多個(gè)光伏組件構(gòu)成光伏陣列后，配合功率變換器、連接和匯流線纜配電開關(guān)和保護(hù)裝置等就形成了光伏發(fā)電系統(tǒng)。

光伏發(fā)電系統(tǒng)主要有以下三種形式：集中式并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)/分布式并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)/離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)。

集中式并網(wǎng)光伏系統(tǒng)，其系統(tǒng)由多組光伏組件串并聯(lián)構(gòu)成的光伏陣列通過匯流箱與大功率集中式光伏逆變器相連，光伏逆變器實(shí)現(xiàn)光伏陣列MPPT控制，并將光伏陣列輸出的直流電轉(zhuǎn)換成交流電，再經(jīng)過升壓變壓器傳輸給高壓電網(wǎng)。

分布式并網(wǎng)光伏系統(tǒng)通常在不同地點(diǎn)接入配電網(wǎng)，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。分布式并網(wǎng)光伏系統(tǒng)屬于自給自足的發(fā)電運(yùn)行模式，對電網(wǎng)的依賴程度少于其他并網(wǎng)方式從而可以減少對線路的損害程度，降低損耗。另外安裝在建筑物表面和屋頂?shù)鹊姆植际讲⒕W(wǎng)光伏系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了一地兩用，有效減少了光伏系統(tǒng)的占地面積，是今后大規(guī)模光伏發(fā)電的重要應(yīng)用形式。

離網(wǎng)型光伏發(fā)申系統(tǒng)是一種不與電網(wǎng)相連的獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)，其典型特征為不與電網(wǎng)連接，因此通常需要用蓄電池來存儲夜晚或陰雨天系統(tǒng)用電的能量。離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)由光伏陣列發(fā)電，經(jīng)控制器對蓄電池進(jìn)行充放電控制管理后，可直接為直流負(fù)載供電，也可以通過逆變器為交流負(fù)載供電，蓄電池支持光伏發(fā)電系統(tǒng)的持續(xù)穩(wěn)定供電。離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)主要應(yīng)用于解決邊遠(yuǎn)山區(qū)、海島、通信基站等地的基本用電需求，因此設(shè)計(jì)容量一般不大，通常在100kw 以內(nèi)。

光伏發(fā)電在經(jīng)歷了一個(gè)高增長期之后逐步趨于穩(wěn)定，儲能成規(guī)模之前，光伏已經(jīng)入瓶頸期，儲能的大力發(fā)展，又帶動光伏來到了一個(gè)新的增長期，這個(gè)增長期能持續(xù)多久，關(guān)鍵還得看儲能在新能源這個(gè)賽道能跑多久！