说明太阳能光伏发电的主要优点及缺点。
(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
（北京卷）阅读下面的文章，完成15—17题。
说到光伏发电，人们往往会想到的是那些巨大的太阳能电池阵列，年轻的朋友们也许会联想到美国电影《变形金刚》中那些具有“超能力”的“汽车人”所配备的能量块。其实，______________________。光伏效应就是太阳光射在硅材料上产生电流直接发电，使其能量达到最佳转换的效果。以硅材料的应用开发形成的产业链条，业内称之为光伏产业。光伏效应的重要条件就是离不开太阳能资源，而太阳能资源则具有永不枯竭的优势。
光伏发电可以追溯到上个世纪的70年代，由于两次石油危机的影响，光伏发电在发达国家受到高度重视，发展较快。自1969年法国建成世界上第一座太阳能发电站，太阳能发电的比例在欧美国家逐渐提高，太阳能光伏技术也得到了不断发展。
在太阳能发电系统中，并网发电和独立式发电应用系统已经实实在在地出现在我们的生活之中。在很多大中型城市、甚至一些偏远地区，太阳能路灯的使用已经很普及，还有住宅区的照明、机场照明、医院照明、公交站牌指示灯等，都可以不依赖城市电网供电，只用太阳能电池组件将光能直接转换成了电能，多余的电量被储存在蓄电池里，待需要时再释放出来。
在特殊天气和自然灾害来临时，光伏发电的独特优势更是显现无遗。由于各个组成部分相对密闭，且在生产时大都进行了抗强风、暴雨、地震、雪压等极端恶劣天气的试验，在面对灾害时，光伏独立发电产品往往能够平安度过。当传统电力系统无法供电时，这些太阳能发电设备却可以迅速恢复供电，成为救命的能源。
实践证明，太阳能光伏发电系统的优势，非常适合在偏远山区或牧区应用。其既可以为农牧民提供家庭用电，又可以驱动水泵灌溉农田。这些地方光照强、遮挡少、太阳能资源丰富，独立式光伏发电系统的优势得到了充分的发挥。
中国可谓是名副其实的太阳能资源大国，具备了广泛应用光伏发电技术的地理条件。我国的光照资源主要分布在西北地区。1平方公里可安装100兆瓦光伏阵列，每年可发电1.5亿度。我国有荒漠面积108万平方公里，如果开发利用1% 的荒漠，就可以发出相当于2003年全国一年的用电量。丰富的太阳能资源，为光伏发电技术的发展提供了可靠的基础能源。
值得欣慰的是，为鼓励新能源的开发和利用，国家近年内出台了一些关于发展新能源的政策，其中《关于实施金太阳示范工程的通知》已公布实施，2013年更是加快了光伏发电示范项目和相关基础能力建设的步伐。体现了国家政策对正在起步阶段的光伏发电技术的扶持和鼓励。
（取材于2013年《科技生活》陈雷博的文章）
链接材料：
光伏发电系统的主要部件是太阳能电池、蓄电池、控制器和逆变器。其特点是可靠性高、使用寿命长、不污染环境、能独立发电又能并网运行，受到各国企业组织的青睐，具有广阔的发展前景。
15．下列是为第一段横线处补写的句子。其中最能够使文意完整，贯通的一项是（3分）
A．光伏发电是能形成产业规模的 B．光伏发电是光伏效应的另一种说法
C．光伏发电的.原理是很容易理解的 D．光伏发电是光伏效应的一种应用
16．下列对文章有关内容（含链接材料）的理解与分析，正确的两项是（4分）
A．光伏发电系统属于新兴的能源产业。有传统的煤电水电系统无法比拟的优势，受到很多国家高度重视。
B．光伏发电系统中并网发电应用广泛。所以城市住宅区、机场、医院的照明都可以不依赖城市电网供电。
C．光伏发电系统由太阳能电池、蓄电池、控制器和逆变器构成。拥有抵御灾害的能力，被称为救命能源。
D．我国荒漠面积非常广阔，太阳能资源丰富，这为光伏发电技术的广泛应用提供了地理条件和基础能源。
E．我国的光伏发电技术十分成熟，可靠性高，具有非常广阔的发展前景，因而得到国家政策的大力扶持。
17．下列为本文所拟的标题，恰当的一项是（3分）
A．后来居上的光伏发电 B．光伏发电纵横谈
C．光伏发电与太阳能 B．光伏发电在中国
15．答案：D
解析：前文说的是光伏发电以及一些联想，后文是光伏效应的定义，横线处必然从光伏发电过渡到光伏效应，故AC选项错误，由后文可知，光伏效应是光伏发电的原理，所以B选项错误。
16．答案：AD
17．答案：B
解析：本文并未涉及光伏发电对其他的能源或者发电系统的超越，故A错误。太阳能是光伏发电系统过程中一个重要的条件，本文介绍的是光伏发电，故C错误。本文不止介绍光伏发电在中国的优势，还介绍了光伏发电的原理和应用，故D错误。
每个原子的外层电子都有固定的位置，并受原子核的约束。它们在外来能量的激发下，如受到太阳光辐射时，就会摆脱原子核的束缚而成为自由电子，同时在它原来的地方留出一个空位，即半导体物理学中所谓的“空穴”。由于电子带负电，空穴就表现为带正电。电子和空穴就是单晶硅中可以运动的电荷。在纯净的硅晶体中，自由电子和空穴的数目是相等的。如果在硅晶体中掺人能够俘获电子的硼、铝、镓、铟等杂质元素，那么就构成了空穴型半导体，简称P型半导体。如果在硅晶体中掺入能够释放电子的磷、砷或锑等杂质元素．那么就构成了电子型的半导体，简称N型半导体。若把这两种半导体结合在一起，由于电子和空穴的扩散，在交界面处便会形成PN结，并在结的两边形成内建电场，又称势垒电场。由于此处的电阻特别高，所以也称为阻挡层。当太阳光照射PN结时，在半导体内的原子由于获得了光能而释放电子，同时相应地便产生了电子空穴对．并在势垒电场的作用下，电子被驱向N型区，空穴被驱向P型区，从而使N型区有过剩的电子．P型区有过剩的空穴。于是，就在PN结的附近形成了与势垒电场力方向相反的光生电场。
光生电场的一部分抵消势垒电场，其余部分使P型区带正电。N型区带负电；于是，就使得在N型区与P型区之问的薄层产生了电动势，即光生伏打电动势。当接通外电路时便有电能输出。这就是PN结接触型单晶硅太阳能电池发电的基本原理。若把几十个、数百个太阳能电池单体串联、并联起来，便可获得几十瓦到两百多瓦的输出功率，从而组成太阳能电池组件，太阳能电池组件再经过串联、并联组成太阳能电池方阵，电池方阵能够输出足够功率供负载使用。
分布式光伏发电系统，又称分散式发电或分布式供能，是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电供电系统，以满足特定用户的需求，支持现存配电网的经济运行，或者同时满足这两个方面的要求。
分布式光伏发电系统的基本设备包括光伏电池组件、光伏方阵支架、直流汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜等设备，另外还有供电系统监控装置和环境监测装置。其运行模式是在有太阳辐射的条件下，光伏发电系统的太阳能电池组件阵列将太阳能转换输出的电能，经过直流汇流箱集中送入直流配电柜，由并网逆变器逆变成交流电供给建筑自身负载，多余或不足的电力通过联接电网来调节。
理论
光伏发电是根据光生伏特效应原理,利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电,光伏发电系统主要由太阳能电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，它们主要由电子元器件构成，不涉及机械部件,所以,光伏发电设备极为精炼,可靠稳定寿命长、安装维护简便。理论上讲,光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合,上至航天器,下至家用电源,大到兆瓦级电站,小到玩具,光伏电源无处不在。国产晶体硅电池效率在10至13%左右，国外同类产品效率约12至14%。由一个或多个太阳能电池片组成的太阳能电池板称为光伏组件。
组成
太阳能光伏发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）组成。如输出电源为交流220V或110V，还需要配置逆变器。各部分的作用为：
（一）太阳能电池板：太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。
（二）太阳能控制器：太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项；
（三）蓄电池：一般为铅酸电池，小微型系统中，也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。
（四）逆变器：太阳能的直接输出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。为能向220VAC的电器提供电能，需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用DC-AC逆变器。
太阳能资源丰富、分布广泛，是21世纪最具发展潜力的可再生能源。随着全球能源短缺和环境污染等问题日益突出，太阳能光伏发电因其清洁、安全、便利、高效等特点。
太阳能发电原理：
太阳能电池是利用半导体材料的光电效应，将太阳能转换成电能的装置。光生伏特效应的基本过程:假设光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被接纳，具有足够能量的光子可以在P型硅和N型硅中将电子从共价键中激起，致使产生电子-空穴对。
界面层临近的电子和空穴在复合之前，将经由空间电荷的电场作用被相互分别。电子向带正电的N区而空穴向带负电的P区运动。经由界面层的电荷分别，将在P区和N区之间形成一个向外的可测试的电压。
此时可在硅片的两边加上电极并接入电压表。对晶体硅太阳能电池来说，开路电压的典型数值为0.5~0.6V。经由光照在界面层产生的电子-空穴对越多，电流越大。界面层接纳的光能越多，界面层即电池面积越大，在太阳能电池中形成的电流也越大。
