太阳能发电站的科普知识
太阳能发电系统主要包括：太阳能电池组件、控制器、蓄电池、逆变器、负载等组成。其中，太阳能电池组件和蓄电池为电源系统，控制器和逆变器为控制保护系统，负载为系统终端。
1．太阳能电池组件
太阳能电池组件是发电系统中的核心部分，其作用是将太阳的辐射能直接转换为直流电，供负载使用或存贮于蓄电池内备用。一般根据用户需要，将若干太阳能电池板按一定方式连接，组成太阳能电池方阵（阵列），再配上适当的支架及接线盒组成太阳能电池组件。
2．充电控制器
在太阳能发电系统中，充电控制器的基本作用是为蓄电池提供最佳的充电电流和电压，快速、平稳、高效的为蓄电池充电，并在充电过程中减少损耗、尽量延长蓄电池的使用寿命；同时保护蓄电池，避免过充电和过放电现象的发生。高级的控制器可以同时记录并显示系统各种重要数据，如充电电流、电压等。控制器主要功能如下：
1） 过充保护 避免蓄电池因充电电压过高而造成损坏。
2） 过放保护 避免蓄电池因放电到过低的电压而损坏。
3） 防反接功能 避免蓄电池及太阳能电池板因正负极接反而不能使用甚至酿成事故。
4） 防雷击功能 避免因雷击而损坏整个系统。
5） 温度补偿 主要针对温差大的地方，保证蓄电池处于最佳的充电效果。
6） 定时功能 控制负载的工作时间，避免能源浪费。
7） 过流保护 当负载过大或短路时，自动切断负载，保证系统的安全运。
8） 过热保护 当系统工作温度过高时，自动停止给负载供电，故障排除后，自动恢复正常工作。
9） 自动识别电压 对于不同的系统工作电压，自动识别，无须另外设置。
3．蓄电池
蓄电池作用是将太阳能电池方阵发出直流电贮存起来, 供负载使用。在光伏发电系统中, 蓄电池处于浮充放电状态。白天太阳能电池方阵给蓄电池充电,同时方阵还给负载用电,晚上负载用电全部由蓄电池供给。因此, 要求蓄电池的自放电要小, 而且充电效率要高, 同时还要考虑价格和使用是否方便等因素。
4．逆变器
绝大多数用电器，如日光灯、电视机、电冰箱、电风扇和绝大多数动力机械等都是以交流电工作，要想这类用电器能正常工作，太阳能发电系统需要将直流电变换成交流电，具有这种功能的电力电子设备称作逆变器。逆变器还具有自动稳压功能，可改善光伏发电系统的供电质量。 下面以100W输出功率，每天使用6个小时为例，介绍一下计算方法：
1.首先应计算出每天消耗的瓦时数(包括逆变器的损耗)：若逆变器的转换效率为90%，则当输出功率为100W时，则实际需要输出功率应为100W/90%=111W； 若按每天使用5小时，则耗电量为111W*5小时=555Wh。
2.计算太阳能电池板：按每日有效日照时间为6小时计算，再考虑到充电效率和充电过程中的损耗，太阳能电池板的输出功率应为555Wh/6h/70%=130W。其中70%是充电过程中，太阳能电池板的实际使用功率。
3.充电控制器的选择：130W的太阳能电池板它的最大输出电流是7.7A。因此应该选取充电电流至少为8A的充电控制器。
4.蓄电池的选择：若采用12V的蓄电池，其放电深度为50%，则应使用555Wh/12V/50%=90Ah的蓄电池；若选择24V的蓄电池，则蓄电池的容量应为555Wh/24V/50%=45Ah。 太阳能电池的额定输出功率与转换效率有关，一般来讲，单位面积的电池组件，转换效率越高，其输出功率越大。太阳能电池的转换效率一般在14~17%之间，每平方厘米的电池片，其输出功率在14~16mW,每平方米的太阳能电池组件输出功率约120WP.
太阳能电池组件的测试，需用专门的检测设备，在标准的条件下检测。由于检测设备非常昂贵，一般的检测方法是：利用碘钨灯或白炽灯，模拟太阳光，比较样品作对比测试，主要检测其开路电压与短路电流，检测的时候注意控制温度，不能超过25℃。 太阳能光伏发电需要综合考虑各种因素，只有掌握了准确的资料后，才能确定电池板的安装方式、最低功率、规格（太阳能电池板每天的有效发电量必须太于负载的用电量）及蓄电池的容量、性能及控制方式。使产品达到最佳性价比。如果对相关因素的估算失误，就会直接影响到独立光伏发电系统性能和造价。
（1）现场的地理位置.。
包括：地点、纬度、经度、海拔等。
（2）安装地点的气象条件。
包括：逐月太阳能总辐射量，直接辐射量（或日照百分比），年平均气温，最长连续阴雨天数，最大风速及冰雹、降雪等特殊气象情况。
（3）最大负载量。
包括：负载每天工作时间及平均耗电量，连续阴雨天需工作的时间。
（4）负载用电特性
由于太阳能电池阵列输出的电流是直流，如果负载是交流的话，需要经过逆变器的转换，才能正常工作，这样太阳能最终供给负载的能量损耗就增大，从而所需太阳能电池就会增大，导致太阳能供电系统造价增大。
（5）交流负载对电源的要求
交流负载除了需要更大的太阳能电池板外，对逆变器的要求也会因负载的不同而不同。一般来讲纯电阻性质的负载例如电热丝，对逆变器要求不高，可用普通的修正波逆变器。而电视、电动机对电源要求相对要高，需要的逆变器功率及输出特性都要高，需用大功率的正弦波的逆变器，才能保证负载能正常工作，不受干扰。负载要求不同，造价也不同。
（6）使用限制
由于部分国家和地区，对蓄电池有特定的环保要求，特别是镍镉电池在欧美国家受到严格限制，还有铅酸电池在运输方面也会受到限制，这些因素都将导致太阳能光电产品的造价增大。 （1）防水、防雹、防风。
一般太阳能电池板采用钢化玻璃封装，外框用铝合金封装，能有效抵御冰雹袭击，安装用金属支架固定，能抵御10级以上大风。
（2）防晒、防冻。
一般都有通风、散热窗子，以利于蓄电池散热。对于冬季特别寒冷地区，蓄电池采用防凝固的胶体电池。
（3）控制保护
为了最大限度延长电池板及蓄电池的使用寿命，一般都有防反充、过充、过放保护电路控制，避免损坏电池板及蓄电池过早的老化。
（4）零件选择
由于太阳能光电产品使用环境不同，温度相差较大，因此要求零件的工作温度范围要宽。
（5）维护
太阳电池发电系统没有活动部件，不容易损坏，其维护也非常简便。不过也需做定期维护，否则可能影响正常使用，甚至缩短使用寿命。
一般来说，太阳电池板方阵倾角应超过30度，所有灰尘可由雨水冲刷而自行清洁，在风沙较大地区，应当经常清除灰尘，保持方阵表面的干净，以免影响发电量。清洁时可拭去灰尘，有条件时可用清水清洗，再用干净抹布擦干。切勿用腐蚀性溶剂或硬物冲洗擦拭。定期检查所有安装部件的紧固程度。遇到冰雹、狂风、暴雨等异常天气，应及时采用保护措施。经常检查蓄电池的充放电情况，随时观察电极或接线是否有腐蚀或接触不良之处。
在一些简单的系统中应根据蓄能情况，控制用电量，防止蓄电池因过放电而损坏。发现有异常情况应当立即检查、维修。 1．太阳能电池峰值功率
普遍存在的一个问题就是：认为只要有阳光就可以输出额定功率， 100WP的峰值功率，如果在普通光照条件下，照射10小时，就可发电1000WH，也就是1度电，其实太阳能峰值功率WP是在标准条件下：辐射强度1000W/m，大气质量AM1.5，电池温度25℃条件下，太阳能电池的输出功率。（这个条件大约和我们平时晴天中午前后的太阳光照条件差不多）按广东地区的光照条件，折算成标准光照时间大约为3.3~3.5小时。在阴雨天，太阳电池也可以产生一定的能量，它的功率大约在额定功率的5-15%
2．太阳能发电损耗
通常误认为：太阳能电池组件每天输出的电量会被负载全部利用。实际上，太阳能电池组件安装存在相当大的损耗，大约在15~20%，充电、放电过程中，损耗在20%左右，如果有逆变器，损耗在10%以上，总的来说，太阳能发电利用率大约在50%左右。总之，所有能量转换过程中，都必须遵循能量守恒的定律，绝对不会无中生有，也不会百分百利用。
3．如何降低太阳能发电损耗
一般来讲，为了尽可能降低损耗，常采取如下措施：
⑴太阳能电池组件倾斜，与光线成垂直角度，一般广东地区倾斜35~40度。
⑵太阳能电池所有组件开路电压、短路电流、工作电压、工作电流等参
数尽量一致，连接电缆尽可能粗些、短些。
⑶蓄电池如果采用串联，所有的单元内阻尽量一致，尽可能小。
⑷为了减少线路间的损耗，条件允许的话，尽可能采用高电压、低电流的方案，这样使线路承受的电流尽可能小，从而降低损耗。在设计控制电路时，尽可能采用集成化高的、稳定性好的元器件。 随着地球资源的日益贫乏，基础能源的投资成本日益攀高，各种安全和污染隐患可谓是无处不在。太阳能作为一种“取之不尽，用之不竭”的安全、环保新能源越来越受到重视。这样，太阳能照明产品随着太阳能热水器普及之后应然而生，在这里我们就太阳能灯具和使用市电灯具的效果作实用对比。
*对比一
市电照明灯具安装复杂：在市电照明灯具工程中有复杂的作业程序，首先要铺设电缆，这里就要进行电缆沟的开挖、铺设暗管、管内穿线、回填等大量基础工程。然后进行长时间的安装调试，如任何一条线路有问题，则要大面积返工。而且地势和线路要求复杂、人工和辅助材料成本高昂。
太阳能照明灯安装简便：太阳能灯具安装时，不用铺设复杂的线路，只要做一个水泥基座，然后用不锈钢螺丝固定就可。
*对比二
市电照明灯具电费高昂：市电照明灯具工作中有固定高昂的电费，要长期不间断对线路和其它配置进行维护或更换，维护成本逐年递增。
太阳能照明灯具免电费：太阳能照明灯具是一次性投入，长期受益，维护成本低。
*对比三
市电照明灯具有安全隐患：市电照明灯具由于在施工质量、景观工
程的改造、材料老化、供电不正常、水电气管道的冲突等方面带来诸多安全隐患。
太阳能照明没有安全隐患：太阳能灯具是超低压产品，运行安全可靠太阳能照明的其它优势：绿色环保，能为高尚生态小区的开发和推广增加新的卖点；可持续降低物业管理成本，减少业主公共分摊部分的费用。综上对比所述，太阳能照明安全无隐患、节能无消耗、绿色环保、安装简便、自动控制免维护。
根据目前政策及业务规则，如您是广东电网公司的用电客户，办理光伏并网所需资料如下：
1、居民报装光伏发电需要提供：
（1）《分布式光伏发电项目并网接入申请表》（表格由供电部门提供，如属广州用户无需提供该项资料）
（2）客户身份证明资料；
（3）光伏发电项目建设地点用电地址权属证明资料；
（4）对于占用公共场地的项目，还需提供业主委员会出具的项目同意书或所有相关居民家庭签字的项目同意书。
（5）银行账户资料：私人账号提供：①存折或银行借记卡；②银行开户人身份证。
对公账号提供：①开户证明（开户许可证）或加盖公章的银行基本账户信息或印鉴卡；②营业执照（副本）；③法人身份证。
（6）地方政府部门要求提供的其他相关资料。
（7）如他人代办的，需提供经办人身份证明资料及授权委托书。
2、非居民的光伏发电报装所需资料如下：
（1）《分布式光伏发电项目并网接入申请表》（表格由供电部门提供，如属广州用户无需提供该项资料）
（2）身份证明材料；
（3）物业权属证明资料；
（4）如项目采用合同能源管理方式，还需提供与电力用户签订的能源服务管理合同。
（5）银行账户资料：
私人账号提供：（1）存折或银行借记卡；（2）银行开户人身份证。
对公账号提供：（1）开户证明（开户许可证）或印鉴卡；（2）营业执照（副本）；（3）法人身份证。
（6）地方政府部门要求提供的其他相关资料
（7）如他人代办的，需提供经办人身份证明资料及授权委托书。
上述所需资料需提供原件、以及经客户核实与原件相符并签名的复印件1份，企事业单位客户在复印件签名及加盖公章。办理业务时，居民客户需在“用电业务单”上签名确认，企事业单位客户须在“用电业务单”加盖公章。
因不同城市存在资料差异，具体资料请以工作人员告知为准或拨打24小时供电服务热线95598咨询具体情况。
办理途径：
1.【原无电表】微 信关注“南方电网95598”微信公众平台＞我的用电＞业务办理＞用电申请＞光伏并网＞办理＞新建账户>填写用电地址>选择光伏并网类型：“分布式光伏10（20）kV新装（新装用户）”/“分布式光伏380/220V新装（新装用户）”>输入并网容量>输入户主名称>输入经办人信息、手机号码并录入验证码>提交。
2.【原有电表】微 信关注“南方电网95598”微信公众平台＞我的用电＞业务办理＞用电申请＞光伏并网＞办理＞选择需要并网的户号>选择光伏并网类型：“分布式光伏10（20）kV新装（已有用户）”/“分布式光伏380/220V新装（已有用户）”>输入并网容量、经办人信息、手机号码并录入验证码后提交即可。
通过上述途径办理业务需要绑定用电户，您可以进入“我的用电”>“个人中心”>点击“＋”号，通过在供电企业预留的手机号码、用户编号、在供电企业预留的身份证号码、代扣银行账户后6位、营业执照编号后6位、机构代码后6位等资料任选2项进行验证绑定即可。
3、【如属广州用户】建议下载安装“南网在线”手机软件，点击“首页”>“用电报装”>“光伏并网”>“开始办理”，选择“新建用户账号”或“已有用电账户”，如选择新建账户，填写报装信息后提交即可；如选择已有用电户，选择户号，填写用电报装信息后提交即可。
希望我们的回答能对您有所帮助。
才行
截至上月，2020年户用光伏纳入补贴指标规模近4GW，剩下2GW的指标预估将在十月份用完，十一月将成为有户用光伏0.08元补贴的最后一月。户用光伏市场火爆，不少想安装的朋友私信小盒子，问自家屋顶能不能搭上今年补贴的末班车。
有效利用闲置的屋顶，在满足自身用电需求的前提下，还可将用不完的电卖给国家电网，这样不但节省了电费，而且增加了收入。
不管是供给自身用电，还是作为投资，建立光伏电站我们需要考虑哪些因素呢?
01
屋顶条件
首先，你的屋顶够大吗？
以5KW光伏电站为例，光伏组件数量大约为16片，要求屋顶可用面积大于35平方米左右，如果不足，则无法安装。
你的屋顶的朝向适合安装光伏电站吗？
安装光伏电站朝向最好是向南安装，因为我们在北半球，发电板朝南时发电量最高，太阳辐射也是最好的。特别是夏季，中午过后是太阳辐射最强的时间，当方向为正南偏向西的时候，会获得最大发电功率同样，冬季的最大太阳辐射方向略向东。所以，只要你的屋顶在南方±10°范围内，对发电量都没有太大的影响。
你的屋顶周围有遮挡物吗？
房屋的周边环境很重要。阴影遮挡对光伏发电系统有着极其重要的影响，光伏组件的寿命也与此息息相关，因此在系统安装的区域应尽可能避免有障碍物遮挡。
并非所有朝南的屋顶都可以铺设光伏组件，我们要考虑到周围的树木和其他建筑物不会遮挡光伏组件。障碍物会对太阳能电池板造成热斑效应，这不仅会影响整体发电量，还会对面板造成致命的损害。
你的屋顶歪斜吗？
光伏电站的安装角度全国各地区各省市各县都不相同，通过经度、纬度、场地角度、光伏方阵、地区光照条件等来计算。
一般来说，倾斜面的屋顶(包括彩色钢板屋顶和瓦屋顶)不需要铺支架。而是在安装时根据当前屋顶的倾斜角度来铺设。由于不需要考虑组件之间的遮挡，组件可以完全覆盖铺满。因此，在没有屋顶附属物的情况下，斜面屋顶的使用率将高于水平面屋顶。而平面的屋顶是需要购买支架的。
屋面的倾斜角度在15°左右属于适中角度(各地有所不同)，而如果屋顶太过于陡峭，一方面影响安装施工的难度，造成安装人员的安全隐患，另一方面，电站在夏季的发电效率将会大大减弱，因此适中的屋顶倾斜角也是城市屋顶安装太阳能电站的重要因素。
你的屋顶坚固吗？
光伏电站建在屋顶，要充分考虑到屋顶的固定荷重、风压荷重、雪压荷重、地震荷载能力，同时还要有足够能力来承载光伏组件，支架以及光伏线缆，这部分重量。
确定是你的屋顶吗？（房屋所有权清晰）
家庭屋顶的并网申请需要业主本人的身份证及房产证，所以这个房屋的所有权必须是清晰的如果是高层屋顶，通常屋顶属于公共区域，若想安装光伏系统，需获得全体邻居的同意
特殊：如果别墅本身不属于个人所有，则需签署一份较长期的租赁期且经过产权人同意。鉴于光伏发电系统的收益长达至少25年，所以目前这种情况主要集中于分布式工商业项目中。
如果满足以上条件，就可以安装光伏电站了，但是如果考虑收益的话……就要考虑下面几点：
可以。
对于居民楼用户来说，屋顶可利用面积是首要考虑问题。如果你家屋顶可利用面积有30平方米，你就可以拥有一座3千瓦的太阳能发电站，而这3千瓦却可以基本满足你的日常用电需求。
出于对光伏电站质量及安全的考虑，建议请专业的安装人员进行安装，在此之前，还需注意和小区物业沟通，而住楼房的朋友，则还需经过楼里住户的同意和居委会的批准。
安装太阳能光伏发电板块注意事项
需要注意不要把光伏太阳能板安装在有树木、建筑物等遮光处。不要靠近明火，或易燃物旁边。装配结构应能适应环境要求，请选择合适的材料和防腐蚀处理。要用可靠的方法来安装组件，组件若从高空跌落，会导致损毁或干扰人财安全。组件不可拆解，弯曲或用硬物撞击组件，避免对组件进行踩踏等动作。
要用弹簧垫片和平垫垫片将光伏太阳能板固定锁紧在支架上。根据现场环境和装配支架结构的状态以适当的方式将电池板组件接地。
新能源光伏是将光能直接转变为电能的一种技术。
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。主要由太阳电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，主要部件由电子元器件构成。
太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。
2019年7月，中国的装机容量光伏是全球第一，2018年统计达到1.4亿千瓦。从2025年开始，中国光伏发电将逐步成为主力能源。
新能源光伏的优点：
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。
近日，一则署名为国家能源局综合司印发的《关于报送整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试点方案的通知》(下称《通知》)文件截图在网络上流传，引起业内广泛关注。24日上午，第一财经从知情人士处获悉，确有此通知。
《通知》提出了明确的量化指标，项目申报试点县(市、区)的党政机关建筑屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于50%学校、医院、村委会等公共建筑屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于40%工商业厂房屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于30%农村居民屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于20%。
华北电力大学能源互联网研究中心主任曾鸣告诉第一财经，上述文件对于促进全国分布式能源发展具有重要意义。为了实现“双碳”(碳达峰、碳中和)目标，中国提出构建以新能源为主体的新型电力系统，这需要大规模地开发和利用可再生能源。从开发方式上看，一种是能源集中式开发，远距离通过特高压输送，特点是规模大、效率高、经济性好。另一种就是分布式开发，利用屋顶资源等实现就地消纳，特点是因地取能、靠近负荷中心、分散灵活。
发展进入“平台期”
为什么要开展整县屋顶分布式光伏开发试点?
《通知》指出，我国建筑屋顶资源丰富、分布广泛，开发建设屋顶分布式光伏潜力巨大。开展整县(市、区)推进屋顶分布式光伏建设，有利于整合资源实现集约开发，有利于削减电力尖峰负荷，有利于节约优化配电网投资，有利于引导居民绿色能源消费，是实现“碳达峰、碳中和”与乡村振兴两大国家重大战略的重要措施。
国网上海能源互联网研究院先进能源研究中心主任吴鸣认为，四个“有利于”为大面积推广分布式光伏开发提供了战略依据，可以预见这一行业将长期、稳定发展。
“目前，屋顶分布式光伏的发展已经进入了‘平台期’。‘十三五’期间，条件好的屋顶大多都装上了分布式光伏，行业发展迅速。剩下的是经济性不足、稳定性不足、环境条件不足的屋顶，叠加光伏补贴退坡和物料价格上涨的双重因素，怎么把这一部分屋顶资源调动起来，应该是这项政策真正要解决的问题。”吴鸣说。
具体而言，除了上述的量化要求，对于申报试点地区的条件，《通知》提出了五项要求:首先，具备丰富的屋顶资源，有利于规模化开发屋顶分布式光伏其次，有较高的开发利用积极性，具有整合各方面资源、以整县方式开发建设的条件第三，有较好的电力消纳能力，特别是日间电力负荷较大，有利于充分发挥分布式光伏在保障电力供应中的积极作用第四，开发市场主体基本落实，开发积极性高，有实力推进试点项目建设。
曾鸣认为，对党政机关建筑屋顶规定的可安装光伏发电比例较高，这有利于推进以当地政府作为责任主体进行统一布局，统筹考虑过去发展不协同的因素，产生规模效应，让各类用户、各种能源、各网络结构之间实现互联互通。
《通知》还明确，试点地区屋顶分布式光伏由电网企业保障并网消纳，同时鼓励地方创新政策措施，通过财政补贴、整合乡村振兴各类项目资金等方式给予支持，鼓励试点县(市、区)积极组织屋顶光伏开展分布式发电市场化交易。
五省已发通知推进试点
据第一财经不完全统计，5月以来，至少有福建、山东、广东、陕西、江西五省相继发布分布式光伏整县推进试点工作的通知。
5月20日，福建省发改委率先发布《关于开展户用光伏整县集中推进试点工作的通知》，明确以所辖县(市、区)为试点地区，结合乡村振兴、老旧小区改造、光伏惠民等工作，推进具备条件的农村、乡镇、城市住宅集中安装建设启用光伏。
6月3日，广东省能源局发布《关于报送整县(市)推进户用和屋顶分布式光伏开发试点方案的通知》，要求具备条件的地市原则上选取一个有代表性的县(市)，提出整县(市)试点方案，充分利用农村屋顶、园区屋顶等资源条件开展试点。
此外，6月7日，山东省能源局发布就《关于促进全省可再生能源高质量发展的意见》公开征求意见的公告，提出“十四五”期间山东将规划20GW(吉瓦)(风)光储一体化基地、10GW省外来电可再生能源配套电源基地、10GW乡村分布式光伏、5GW城镇分布式光伏，以及10GW海上风电、500MW(兆瓦)生物质发电，总规模约55.5GW。
业内人士认为，各省近期接连下发文件推动屋顶分布式光伏试点，一方面与“双碳”目标下的节能减排要求密切相关，清洁能源是能源转型的重点领域另一方面，屋顶分布式光伏拥有巨大的市场潜力，探索规模化开发路径是摆在地方政府面前的必答题。
2021年一季度全国光伏发电建设运行情况显示，我国集中式光伏新增装机252万千瓦，分布式光伏新增装机281万千瓦。这是自2018年上半年后，分布式光伏增量的第二次“反超”。
国家电网公司5月发布的服务新能源发展报告，也特别提到“要支持分布式电源和微电网发展，提供一站式全流程免费服务，加强配电网互联互通和智能控制，发挥微电网就地消纳分布式电源、集成优化供需资源作用”。
