太阳能光伏发电系统有哪些优缺点

(1)优点

太阳能光伏发电发电过程简单，没有机械转动部件，不消耗燃料，不排放包括温室气体在内的任何物质，无噪声、无污染；太阳能资源分布广泛且取之不尽、用之不竭。因此，与风力发电、生物质能发电和核电等新型发电技术相比，光伏发电是一种最具可持续发展理想特征(最丰富的资源和最洁净的发电过程)的可再生能源发电技术，具有以下主要优点。

①太阳能资源取之不尽，用之不竭，照射到地球上的太阳能要比人类目前消耗的能量大6000倍。而且太阳能在地球上分布广泛，只要有光照的地方就可以使用光伏发电系统，不受地域、海拔等因素的限制。

②太阳能资源随处可得，可就近供电，不必长距离输送，避免了长距离输电线路所造成的电能损失。

③光伏发电的能量转换过程简单，是直接从光能到电能的转换，没有中间过程(如热能转换为机械能、机械能转换为电磁能等)和机械运动，不存在机械磨损。根据热力学分析，光伏发电具有很高的理论发电效率，可达80％以上，技术开发潜力巨大。

④光伏发电本身不使用燃料，不排放包括温室气体和其它废气在内的任何物质，不污染空气，不产生噪声，对环境友好，不会遭受能源危机或燃料市场不稳定而造成的冲击，是真正绿色环保的新型可再生能源。

⑤光伏发电过程不需要冷却水，可以安装在没有水的荒漠戈壁上。光伏发电还可以很方便地与建筑物结合，构成光伏建筑一体化发电系统，不需要单独占地，可节省宝贵的土地资源。

⑥光伏发电无机械传动部件，操作、维护简单，运行稳定可靠。一套光伏发电系统只要有太阳能电池组件就能发电，加之自动控制技术的广泛采用，基本上可实现无人值守，维护成本低。

⑦光伏发电系统工作性能稳定可靠，使用寿命长(30年以上)。晶体硅太阳能电池寿命可长达20～35年。在光伏发电系统中，只要设计合理、选型适当，蓄电池的寿命也可长达10～15年。

⑧太阳能电池组件结构简单，体积小、重量轻，便于运输和安装。光伏发电系统建设周期短，而且根据用电负荷容量可大可小，方便灵活，极易组合、扩容。

太阳能电池是一种大有前途的新型电源，具有永久性、清洁性和灵活性三大优点。太阳能光伏发电与火力发电、核能发电相比，太阳能电池不会引起环境污染；太阳能电池可以大中小并举，大到百万千瓦的中型电站，小到只供一户用电的独立太阳能发电系统，这些特点是其他电源无法比拟的。

(2)缺点

当然，太阳能光伏发电也

1、照射的能量分布密度小，即要占用巨大面积。由于太阳能能量密度低，这就使得光伏发电系统的占地面积会很大，每10kw光伏发电功率占地约需100㎡，平均每平方米面积发电功率为100w。

2、获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。太阳能光伏发电的能源直接来源于太阳光的照射，而地球表面上的太阳照射受气候的影响很大，长期的雨雪天、阴天、雾天甚至云层的变化都会严重影响系统的发电状态。

3、相对于火力发电，发电成本高。

光伏发电的优点

1、无枯竭危险；

2、安全可靠，无噪声，无污染排放外，绝对干净（无公害）；

3、不受资源分布地域的限制，可利用建筑屋面的优势；例如，无电地区，以及地形复杂地区；

4、无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电；

5、能源质量高；

6、使用者从感情上容易接受；

7、建设周期短，获取能源花费的时间短。

无论从世界还是从中国来看，常规能源都是很有限的。中国的一次能源储量远远低于世界的平均水平，大约只有世界总储量的10%。太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位。

与常用的火力发电系统相比，光伏发电的优点主要体现在：

①无枯竭危险；

②安全可靠，无噪声，无污染排放外，绝对干净（无公害）；

③不受资源分布地域的限制，可利用建筑屋面的优势；例如，无电地区，以及地形复杂地区；

④无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电；

⑤能源质量高；

⑥使用者从感情上容易接受；

⑦建设周期短，获取能源花费的时间短。

缺点

但是，太阳能电池板的生产却具有高污染、高能耗的特点，在现有的条件下，生产国内自己使用的电池板还说的过去，不过大量出口等于污染中国，造福世界了，据统计，生产一块1m×1.5m的太阳能板必须燃烧超过40公斤煤，但即使中国最没有效率的火力发电厂也能够用这些煤生产130千瓦时的电（一般一块1mx1.6m的太阳能板一年发电量在250千瓦时以上）——这足够让2.2瓦的发光二极管（LED）灯泡按照每天工作12小时计算发光30年。

①照射的能量分布密度小，即要占用巨大面积；

②获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。

③目前相对于火力发电，发电机会成本高。

④光伏板制造过程中不环保。

独立光伏发电系统分类：

1、无蓄电池的直流光伏发电系统

无蓄电池的直流光伏发电系统的特点是用电负载是直流负载，对负载使用时间没有要求，负载主要在白天使用。太阳能电池与用电负载直接连接，有阳光时就发电供负载工作，无阳光时就停止工作。系统不需要使用控制器，也没有蓄电池储能装置。无蓄电池的直流光伏发电系统的优点是省去了能量通过控制器及在蓄电池的存储和释放过程中造成的损失，提高了太阳能利用效率。这种系统最典型的应用是太阳能光伏水泵。

2、有蓄电池的直流光伏发电系统

有蓄电池的直流光伏发电系统由太阳能电池、充放电控制器、蓄电池以及直流负载等组成。有阳光进，太阳能电池将光能转换为电能供负载使用，并同时向蓄电池存储电能。夜间或阴雨天时，则由蓄电池向负载供电。这种系统应用广泛，小到太阳能草坪灯、庭院灯，大到远离电网的移动通信基站、微波中转站，边远地区农村供电等。当系统容量和负载功率较大时，就需要配备太阳能电池方阵和蓄电池组了。

3、交流及交、直流混合光伏发电系统

交流及交、直流混合光伏发电系统与直流光伏发电系统相比，交流光伏发电系统多了一个交流逆变器，用以把直流电转换成交流电，为交流负载提供电能。交、直流混合光伏发电系统即能为直流负载供电，也能为交流负载供电。

4、市电互补型光伏发电系统

市电互补型光伏发电系统，就是在独立光伏发电系统中以太阳能光伏发电为主，以普通220V交流电补充电能为辅。这样光伏发电系统中太阳能电池和蓄电池的容量都可以设计得小一些，基本上是当天有阳光，当天就用太阳能发的电，遇到阴雨天时就用市电能量进行补充。我国大部分地区多年都有2/3以上的晴好天气，这样形式即减小了太阳能光伏发电系统的一次性投资，又有显著的节能减排效果，是太阳能光伏发电在现阶段推广和普及过程中的一个过度性的好办法。

2、太阳能资源随处可得，可就近发电，就近用电，避免长距离输电；

3、光伏发电是直接从光子到电子的转换，无中间过程（如热能转换机械能，机械能转换为电磁能等）和机械运动。根据热力学原理分析，光伏发电具有很高的理论发电效率，未来技术开发潜力大。

4、光伏发电对环境友好，是真正的绿色能源，发电过程不排放温室气体和污染物。

5、光伏发电不需要冷却水，无环境问题，选址范围比较广，沙漠、戈壁滩、高原等不适合人类居住的地方都可以安装光伏电站。

6、光伏发电过程无机械传动部件，维护简单，基本可实现无人值守，维护费用低，但一次投资高。

7、光伏电站建设周期短，容量可大可小，极易组合、扩容。

缺点：

1、光伏发电转换效率低，占地面积大，这个缺点可通过技术进步逐步解决；

2、光伏发电只能间隙性工作，有太阳时才能发电，晚上不能发电，阴天、雨雪天、雾霾天都会影响发电量，这个缺点导致光伏发电在可预见的未来不可能完全替代其他发电，缓解这一矛盾的技术发展方向就是研究大容量储能设备。

3、地域依赖性强，虽然太阳可以找到地球的各个角落，但各地的太阳能资源是不同的。

4、发电成本高，现阶段光伏的度电成本是火电的两倍，光伏电站收益的保障是靠国家补贴，未来随着技术的逐渐进步，光伏发电成本也会逐步下降；而随着化石能源的逐步枯竭，可再生能源将是人类的唯一选择。

5、晶体硅电池的制造过程高污染、高耗能，晶体硅电池的主要原料是纯净硅，硅的主要存在形式是沙子——二氧化硅，从沙子变成纯净硅需要经过多道化学和物理工序处理，不仅要消耗大量能源，也会造成一定的环境污染。