你知道哪些关于光伏电站的知识

1839年，法国科学家贝克雷尔发现液体的光生伏特效应，即“光伏效应”。

1917年，波兰科学家切克劳斯基发明CZ技术，后经改良发展成为太阳能用单晶硅的主要制备方法。

1941年，奥尔在硅上发现光伏效应。

1954年，美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳能电池。

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光伏发电大家都听说过，但是你光伏发电的原理吗？

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。这种技术的关键元件是太阳能电池。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。

光伏效应

如果光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被吸收，具有足够能量的光子能够在P型硅和N型硅中将电子从共价键中激发，以致产生电子－空穴对。界面层附近的电子和空穴在复合之前，将通过空间电荷的电场作用被相互分离。电子向带正电的N区和空穴向带负电的P区运动。

通过界面层的电荷分离，将在P区和N区之间产生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。通过光照在界面层产生的电子－空穴对越多，电流越大。界面层吸收的光能越多，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。

太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结内建电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。

太阳能发电有两种方式，一种是光—热—电转换方式，另一种是光—电直接转换方式。

1、光—热—电转换方式

该方式通过利用太阳辐射产生的热能发电，一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气，再驱动汽轮机发电。前一个过程是光—热转换过程；后一个过程是热—电转换过程，与普通的火力发电一样.太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高，估计它的投资至少要比普通火电站贵5～10倍。

2、 光—电直接转换方式

该方式是利用光伏效应，将太阳辐射能直接转换成电能，光—电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是一个半导体光电二极管，当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光能变成电能，产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。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.太阳能电池寿命长，只要太阳存在，太阳能电池就可以一次投资而长期使用；与火力发电、核能发电相比，太阳能电池不会引起环境污染。

光伏发电系统分为独立光伏发电系统、并网光伏发电系统及分布式光伏发电系统。

独立光伏发电 也叫离网光伏发电。主要由太阳能电池组件、控制器、蓄电池组成，若要为交流负载供电，还需要配置交流逆变器。独立光伏电站包括边远地区的村庄供电系统，太阳能户用电源系统，通信信号电源、阴极保护、太阳能路灯等各种带有蓄电池的可以独立运行的光伏发电系统。

并网光伏发电 就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入公共电网。

可以分为带蓄电池的和不带蓄电池的并网发电系统。带有蓄电池的并网发电系统具有可调度性，可以根据需要并入或退出电网，还具有备用电源的功能，当电网因故停电时可紧急供电。带有蓄电池的光伏并网发电系统常常安装在居民建筑；不带蓄电池的并网发电系统不具备可调度性和备用电源的功能，一般安装在较大型的系统上。 并网光伏发电有集中式大型并网光伏电站一般都是国家级电站，主要特点是将所发电能直接输送到电网，由电网统一调配向用户供电。但这种电站投资大、建设周期长、占地面积大，还没有太大发展。而分散式小型并网光伏，特别是光伏建筑一体化光伏发电，由于投资小、建设快、占地面积小、政策支持力度大等优点，是并网光伏发电的主流。

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。

光伏发电原理:光伏发电是一种利用半导体界面的光伏效应将光能直接转化为电能的技术。这项技术的关键是太阳能电池。太阳能电池串联后，可以封装保护成大面积太阳能电池组件，配合功率控制器等部件组成光伏发电装置。光伏发电的主要原理是半导体的光电效应。当光子撞击金属时，其能量可以被金属中的一个电子完全吸收。电子吸收的能量大到足以克服金属内部重力，从金属表面逃逸出来成为光电子。硅有四个外层电子。如果纯硅掺杂有五个外层电子的原子，比如磷原子，就会变成N型半导体。如果纯硅掺杂有三个外层电子的原子，例如硼原子，就形成了P型半导体。P型和N型结合在一起，接触面就会形成电位差，成为太阳能电池。电影封面阳光照射在半导体pn结上，形成新的空穴-电子对。在pn结内建电场的作用下，空穴从N区流向P区，电子从P区流向N区。电路接通后，就形成了电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。太阳能发电有两种方式，一种是光-热-电转换，另一种是光电直接转换。(1)光-热-电转换模式利用太阳辐射产生的热能发电。一般太阳能集热器将吸收的热能转化为工质蒸汽，然后驱动汽轮机发电。前一个过程是光热转换过程；后一个过程就是热电转换，和普通火力发电一样。太阳能热发电的缺点是效率低，成本高。据估计，其投资至少比普通火电厂贵5~10倍。(2)光电直接转换模式这种模式利用光伏效应将太阳辐射能直接转换成电能。光电转换的基本器件是太阳能电池。太阳能电池是一种利用光伏效应将太阳能直接转化为电能的装置。它是一个半导体光电二极管。当太阳光照射到光电二极管上时，光电二极管会将太阳能转化为电能，产生电流。当许多电池串联或并联后，就可以成为一个输出功率比较大的太阳能电池阵列。太阳能电池是一种很有前途的新能源，它有三个优点:永久、清洁和灵活。太阳能电池寿命长，只要太阳存在，一次投资就可以用很长时间。与火力发电和核能发电相比，太阳能电池不会造成环境污染。

光伏是太阳能光伏发电系统的简称，是一种利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统，有独立运行和并网运行两种方式。　太阳能光伏效应，简称光伏(PV)，又称为光生伏特效应(Photovoltaic)，是指光照时不均匀半导体或半导体与金属组合的部位间产生电位差的现象。

光伏被定义为射线能量的直接转换。在实际应用中通常指太阳能向电能的转换，即太阳能光伏。它的实现方式主要是通过利用硅等半导体材料所制成的太阳能电板，利用光照产生直流电，比如我们日常生活中随处可见的太阳能电池。

光伏技术具备很多优势：比如没有任何机械运转部件除了日照外，不需其它任何"燃料"，在太阳光直射和斜射情况下都可以工作而且从站址的选择来说，也十分方便灵活，城市中的楼顶、空地都可以被应用。自1958年起，太阳能光伏效应以太阳能电池的形式在空间卫星的供能领域首次得到应用。时至今日，小至自动停车计费器的供能、屋顶太阳能板，大至面积广阔的太阳能发电中心，其在发电领域的应用已经遍及全球。

太阳能是一种快速增长的能源形式，太阳能市场在过去十年中也取得了长足发展。据资料，按年均太阳能系统装机容量计算，全球太阳能市场复合年均增长率达47.4%，从

2003 年的598MW

增长至2007年的2826MW。预测到2012年，年均太阳能系统装机容量可能进一步增至9917MW，而整个太阳能行业的销售额可能从2007年的

172亿美元增长至2012年的395亿美元。这种增长势头在很大程度上要归功于全球快速增加的市场需求、日益提高的上网电价和各种政府鼓励措施。

在世界的一些主要国家中，尤其是德国、意大利、西班牙、美国、法国和韩国，联邦政府、州政府和地方政府机构纷纷以退税、税收抵免和其他激励措施的形式向太阳能产品的最终用户、经销商、系统集成商和制造商提供补贴和经济鼓励，以促进太阳能在并网应用中的使用，降低对其他能源的依赖。然而拥有巨大政治游说能力的传统公共电力企业也可能试图改变所在市场的相关立法，这也可能对太阳能的发展和商业应用造成相对不利的影响。

但总体来说，由于全球许多石油和天然气生产地区政治和经济局势的不稳定性，多国政府都在采取积极措施，以减少对国外能源的依赖。太阳能提供了一种极具吸引力的发电方案，而且不会对国外能源形成严重的依赖性。除此之外，日益突出的环境问题和与矿物燃料发电相关的气候变化风险形成政治动因，促使政府实施旨在减少二氧化碳及其他气体排放量的温室气体减排战略。太阳能及其他可再生能源有助于这些环境问题的解决。

世界各国政府实施了多种激励政策，以促进太阳能及其他可再生能源的开发和应用。许多欧洲国家、一些亚洲国家、澳大利亚、加拿大和美国的多个州省以及一些拉美国家都颁布了可再生能源政策。以客户为中心的财务激励措施包括资本成本退税、强制光伏上网电价和税收抵免。资本成本退税政策提供一笔资金，用于冲抵消费者在太阳能系统中的前期投资。强制光伏上网电价政策要求，公用电力公司依据产生的千瓦时数向用户支付他们通过太阳能系统产生的电力，而价格在一定时期内是有保障的。这些都鼓励了光伏产业的发展。

而在我国，长期困扰我国光伏产业发展的瓶颈问题，即产业链结构中原材料和市场均在海外的问题也得到了政策扶助。上半年由于欧洲各国，尤其是西班牙在太阳能领域的政策发生重大转变，引起全球光伏市场急剧萎缩，进而导致全球光伏企业一季度的经营状况普遍不理想。为了扭转这种境地，我国下决心上马一大批光伏发电项目，解决了"销售市场"的问题，在很大程度上稳定了光伏产业的内需，理性的产量预期逐渐形成。前段时间财政部也制定了《关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》和《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》。《意见》对太阳能产业形成了两大积极信息，一是产业政策的扶持，不仅仅中央财政安排专门资金，对符合条件的光电建筑应用示范工程予以补助，以部分弥补光电应用的初始投入。而且出台相关财税扶持政策的地区将优先获得中央财政支持。二是"太阳能屋顶计划"对于下游需求的刺激等或将形成相对乐观的预期，即拓展了太阳能产业的发展空间，下游需求必将有所改善。

虽然不同行业电器设备不一样，只要电工的理论基础扎实和实践经验丰富，就能适应不同行业的电工工作，因为电工知识是通用的。

光伏电站的电工要懂得组件的串并联、汇流、接地防雷、直流高压等知识，还需要了解太阳能光伏板的基础知识，多路直流电通过逆变器变换为交流电，交流升压并网等知识和其他行业的交流电知识面是一样的，另外要了解一下逆变器远程监控方面的知识。

随着国家对光伏产业的大力扶持，各地光伏电站项目也是如火如荼的建设中，光伏电站逐年增加，使得日照好、地势平坦、建设条件好的土地资源日趋减少，依靠农业、湖泊、山地等建设条件次之的土地逐渐成为光伏电站的土地建设资源，尤其以山地光伏电站建设，近年逐步增加。下面广东太阳库技术人员将结合自身实际建设的多个山地光伏项目经验，分享山地电站设计方案、设备选型、施工建设等光伏建设中需注意的要点，以便光伏从业人员和投资者以参考。

  一、山地光伏电站特点

  山地光伏电站是指在山地、丘陵等复杂地形条件下建设的光伏电站，建设地表起伏不平、朝向各异、局部伴有山沟，地形可使用面积不规则、分散，设计难度大，建设成本高、发电效率减少等特点。

  二、山地光伏电站设计难点

  根据资源情况、山体地形条件、周围环境，在满足技术规范和要求的基础上，如何选择组件、逆变器、支架安装方式、系统设计方阵排布、阵列遮挡计算、防雷接地设计、集电线路跨渠跨沟设计、场内道路、给排水，优化系统效率、保证电站有较好的经济性、可靠性、安全性，这些都是光伏电站的设计难点。

  三、山地光伏电站设备选型

  山地光伏电站设备选型在选择组件、汇流箱、箱变、可调支架需注意外，比较重要的是逆变器选型。目前可用于山地的逆变器有四种，A型组串式逆变器(40KW)、B型山地形集中式逆变器(500-630KW)、C型常规集中式逆变器(500-630KW)、D型集散式逆变器(500-630KW)。四种逆变器各有特点，现简单介绍四种逆变器适用情况供行业能人士参考。

  A型组串式逆变器(40KW)

  组串式逆变器单台容量小，适合山地电站的应用，相对可以带来更高的发电量。但由于组串式逆变器单台容量小，建议小型山地光伏电站使用，如在大型山地形地面电站使用组串逆变器达上千台后，容易造成系统谐波震荡，给电站带来一定安全风险。

  B型山地型集中式逆变器(500-630KW)

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  山地型集中式逆变器适用于大型山地电站，多组MPPT的逆变器设计是针对山丘电站开发的方案机型，保持集中型逆变器在经济性、稳定性、和电网友好性的优势同时，将同一朝向布置的组件规模控制在125KW，兼顾了设计施工的可行性和运营发电的高效性。

  C型常规集中式逆变器

  适用于常规平坦地形逆变器只有1-2路MPPT，易受现场各种复杂情况的影响，导致MPPT跟踪曲线出现多个波峰对系统寿命、发电量都有影响。

  D型集散式逆变器(500-630KW)

  集散式逆变器通过提升系统交直流端口电压、降低线损等传输损耗、采用多路MPPT技术，减小组件各种失配损失，提高发电量，但目前由于集散式逆变方案稳定性、故障率、维护成本较高也并非山地最优的逆变器选择。

  四、山地光伏建设难点

  (1)山地光伏电站大部分场址原理交通主干道，在了解地形地貌的基础上修建进场道路及施工部署较常规电站难

  (2)支架强度较平地高，因山地地表往往有植被覆盖，地区容易形成不同于平地的山风，按照平地支架强度(承载力和抗拔力)设计，建成后支架损毁率增加

  (3)场内高低起伏，施工难度大，遇雨季时，需注意山洪、山体滑坡、坍塌等自然灾害

  (4)因场址坎坷不平，造成支架及基础强度提高，施工时对设备及施工方法要求提高。

  综上所述，如何在地形地貌、地质条件复杂的山体上建设光伏电站相对于平地建设光伏电站更为困难对于整个项目勘测、设计、设备选型、施工提出更高要求。