光伏光电光热发电 转换效率是多少

     光伏电站系统发电总效率=所有系统产品的效率的乘积，一般光伏项目的发电效率在70~80%左右。

      影响其发电效率的主要因素包括：

      1)光伏温度因子：光伏电池的效率会随着其工作时的温度变化而变化。当它们的温度升高时，晶体硅光伏电池效率呈现降低的趋势。本项目所在地区多年极端最高气温为52.9°C，极端最高气温40.2°C，极端最低气温-12.1°C。全年平均气温15.9°C，计算得到当地的温度折减为2.5%。

      2)组件匹配损失：组件串联因为电流不一致产生的效率降低，根据电池板出厂的标称偏差值，对于精心设计、精心施工的系统，约有3%的损失。为保证电池发电效率，将定期、及时对组件进行清洗，但组件上的灰尘或积雪造成的污染仍会对发电量造成影响，此项造成的年系统效率折减取3.2%。当辐照度过低时，会产生不可利用的低、弱太阳辐射损失。

      3)直流线路损失：光伏组件产生电量输送至汇流箱、直流配电柜、逆变器时，存在直流电路的线损，按3%记取

      4)电气设备造成的效率损失：逆变器转换过程中也存在电量损失，此项折减取2.5%。箱式变压器的升压过程中，也会存在能量损失。

      5)光伏电站内线损等能量损失：电能由逆变器输出至箱变，再送至开关站，交流线路会存在线损。

      6)系统的可利用率：虽然光伏组件的故障率极低，但定期检修及电网故障仍会造成损，按2%记取。

      考虑以上各种因素，通过计算分析光伏电站系统发电总效率：

      η=97.5%×96.8%×94.5%×97.2%×97%×97.5%×97.3%×=79.7%

发电率不错，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。

理论情况下，1平方米的太阳能电池板10个小时可产生1.2-1.4度电。

一般来说，1平方的晶硅太阳能板大约为120-140W，如果按120W来算，一天6个点时的太阳，即120＊6＝720WH。

10W的灯，要看一天用多少小时，需要几个连续阴雨，假如一天用9小时，3个阴雨天，那电池板在30-50W就可以了。

2、多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多，其光电转换效率约12％左右，稍低于单晶硅太阳电池，但是材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此得到大量发展。随着技术得提高，目前多晶硅的转换效率也可以达到18%左右。

3、非晶硅太阳电池是1976年出现的新型薄膜式太阳电池，它与单晶硅和多晶硅太阳电池的制作方法完全不同，工艺过程大大简化，硅材料消耗很少，电耗更低，它的主要优点是在弱光条件也能发电。但非晶硅太阳电池存在的主要问题是光电转换效率偏低，目前国际先进水平为10%左右，且不够稳定，随着时间的延长，其转换效率衰减。

4.衰减率为：10年保证90%的输出，25年保证80%电性能输出。

柔性太阳能电池板目前主要有5大类，具体转化率如下：

一、有机太阳能光伏电池转化效率：8%左右。

二、非晶硅太阳能光伏电池转化效率：10%-12%。

三、铜铟镓硒太阳能光伏电池转化效率：14%-18%。

四、碲化镉太阳能光伏电池转化效率：16%-18%。

五、砷化镓太阳能光伏电池转化效率：28%-31%。

柔性太阳能电池板是世界太阳能产业的新兴技术产品，它是由树脂包封的无定形硅作为主要光电元件层平铺在柔性材料制成的底板上制成的太阳能电池板。特点是：可弯曲折叠，便于携带。但转换效率稍低于普通的硬性太阳能电池板。

利用太阳能发电在技术上早已成熟。但迄今为止所有硅太阳能电池存在的最大问题是：它必须加工成坚硬的板块状电池板。这就限制了它的许多日常用途。

日本东京佳能公司的科研人员去年发明了一种由新材料制成的柔性太阳能电池板。其特点是：由树脂包封的无定形硅作为主要光电元件层平铺在柔性材料制成的底板上。这种新型太阳能电池能任意弯曲成为曲面状或任何不规则形状。

它能安置在流线型汽车的顶部、帆船、赛艇、摩托艇的船舱表面以及房屋等建筑物的楼顶与外墙面上以便充分利用丰富的太阳能并将其转化成电流。这种电流可贮存在蓄电池中以便产生动力或作为能源。

双面接触的硅太阳能电池均创下26％的效率新世界纪录

TOPCoRE太阳能电池的效率达到了26％，是两面接触太阳能电池的新世界纪录。

由弗劳恩霍夫太阳能系统研究所的Armin Richter博士领导的一组研究人员使双面接触式硅太阳能电池的转换效率达到了创纪录的26.0％。在最近发表的《Nature Energy》文章"具有平衡电荷载流子和复合损失的高效双侧接触式硅太阳能电池的设计规则"中，Richter解释了创纪录的电池的结构，并提出了与设计相关的基本方面甚至更高的效率。将背面电池表面设计为全面积电荷载流子收集钝化接触是成功的关键。

由晶体硅制成的太阳能电池在90％以上的市场份额中占据着全球光伏市场的主导地位。由于近年来的技术进步，它们的效率已经非常接近晶体硅的理论效率极限（29.4％）。以前，创纪录的效率约26％限于后方带有两个金属触点的太阳能电池，即所谓的叉指背触点或IBC太阳能电池。然而，双面接触的太阳能电池已被确立为工业标准，并且由于其较低的复杂性而已成为工业生产中的首选。

Fraunhofer ISE的太阳能电池研究人员采用一种用于双面接触式电池的新方法，表明也有可能实现此类太阳能电池的最高效率。

记录单元的基础是TOPCon技术（隧道氧化物钝化接触）。该技术由Fraunhofer ISE开发，结合 了极低的表面重组损失和有效的载流子传输优势。工业标准单元的正面有一个pn结，而记录单元中的pn结则在背面形成了一个全表面TOPCon触点。因此，不再需要在正面上进行全表面的硼掺杂，从而仅实现了正面接触正下方的局部硼扩散。

与正面带有收集发射极的电池相比，此TOPCoRE电池（TOPCon后发射器太阳能电池）具有更高的电压和更高的填充因子。

通过这种电池设计，可以更好地利用晶圆进行电荷载流子传输，并且可以更有效地钝化正面（为此使用了氧化铝）。

详细的功率损耗分析表明，这种电池通常会补偿并最大程度地减小电子和空穴的传输损耗以及传输和复合损耗。

"基于系统的基于仿真的分析，我们能够得出一些未来效率高于26％的高效硅太阳能电池的基本设计规则。双方接触的太阳能电池都有可能达到27％的效率，而从而超过了硅太阳能电池的世界纪录。"弗劳恩霍夫ISE光伏研究部总监Stefan Glunz教授解释说。

Fraunhofer ISE开发的这种电池结构的主要优势在于，后续生产步骤（将太阳能电池连接成模块）可以基于现有技术，因此可以使用许多标准技术。

参考资料：

Armin Richter et al. Design rules for high-efficiency both-sides-contacted silicon solar cells with balanced charge carrier transport and recombination losses, Nature Energy (2021). DOI: 10.1038/s41560-021-00805-w

普通太阳能电池一般是在电池单元的电压达到0.4～0.6V时输出最大功率。

在标准日照条件(1000瓦/平方米)下,1平方米的太阳能电池板上输出的电功率为130至180瓦,光电转换的效率平均在13%至18%。

若按上海平均每年标准日照时间1100至1300小时计算,理想条件下,1平方米的太阳能电池板每年至少可以发电143度。

按目前的技术进展，多晶硅太阳能电池板发电效率比较高，光电转换效率可达20%左右或更高。具体每平方厘米或每平方米能发多少电，那是神仙也答不出来的，因为太阳能电池板能发多少电要看太阳有多厉害，即能获得多少太阳能，太阳能发电设备的发电效率如何，输出负载匹配如何，等等，多种因素。你不能把硅（单晶硅或多晶硅）太阳能电池（或由太阳能电池组合成的，所谓太阳能发电系统）简单地看成为一个发动机系统。不同厂家生产的太阳能电池发电设备的规模、结构、效率是并不相同的。

如果可能，建议你到一个生产硅太阳能电池的工厂或研究所看看。

1MW屋顶光伏发电站所需电池板面积，一块235W的多晶太阳能电池板面积1.65*0.992=1.6368㎡，1MW需要1000000/235=4255.32块电池，电池板总面积1.6368*4255.32=6965㎡

理论年发电量=年平均太阳辐射总量*电池总面积*光电转换效率：=5555.339*6965*17.5%=6771263.8MJ=6771263.8*0.28KWH=1895953.86KWH=189.6万度

实际发电效率

太阳电池板输出的直流功率是太阳电池板的标称功率。在现场运行的太阳电池板往往达不到标准测试条件，输出的允许偏差是5％，因此，在分析太阳电池板输出功率时要考虑到0.95的影响系数。

随着光伏组件温度的升高，组f：l二输出的功率就会下降。对于晶体硅组件，当光伏组件内部的温度达到5 0-7 5℃时，它的输出功率降为额定时的8 9％，在分析太阳电池板输出功率时要考虑到0．8 9的影响系数。

光伏组件表面灰尘的累积，会影响辐射到电池板表面的太阳辐射强度，同样会影响太阳电池板的输出功率。据相关文献报道，此因素会对光伏组件的输出产生7％的影响，在分析太阳电池板输出功率时要考虑到0.93的影响系数。

由于太阳辐射的不均匀性，光伏组件的输出几乎不可能同时达到最大功率输出，因此光伏阵列的输出功率要低于各个组件的标称功率之和。

另外，还有光伏组件的不匹配性和板问连线损失等，这些因素影响太阳电池板输出功率的系数按0.95计算。并网光伏电站考虑安装角度因素折算后的效率为0.88。

所以实际发电效率为0.95 * 0.89 * 0.93*0.95 X*0.88=65.7％。

光伏发电系统实际年发电量=理论年发电量*实际发电效率=189.6*0.95 * 0.89 *0.93*0.95 * 0.88=189.6*6 5.7％=124.56万度

扩展资料：

太阳能的能源是来自地球外部天体的能源（主要是太阳能），是太阳中的氢原子核在超高温时聚变释放的巨大能量，人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。

我们生活所需的煤炭、石油、天然气等化石燃料都是因为各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来后，再由埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成。此外，水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的。

太阳能光发电是指无需通过热过程直接将光能转变为电能的发电方式。 它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电。

光伏发电是利用太阳能级半导体电子器件有效地吸收太阳光辐射能，并使之转变成电能的直接发电方式，是当今太阳光发电的主流。在光化学发电中有电化学光伏电池、光电解电池和光催化电池，目前得到实际应用的是光伏电池。

光伏发电系统主要由太阳能电池、蓄电池、控制器和逆变器组成，其中太阳能电池是光伏发电系统的关键部分，太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。太阳能电池主要分为晶体硅电池和薄膜电池两类，前者包括单晶硅电池、多晶硅电池两种，后者主要包括非晶体硅太阳能电池、铜铟镓硒太阳能电池和碲化镉太阳能电池。

单晶硅太阳能电池的光电转换效率为15%左右，最高可达23%，在太阳能电池中光电转换效率最高，但其制造成本高。单晶硅太阳能电池的使用寿命一般可达15年，最高可达25年。多晶硅太阳能电池的光电转换效率为14%到16%，其制作成本低于单晶硅太阳能电池，因此得到大量发展，但多晶硅太阳能电池的使用寿命要比单晶硅太阳能电池要短。

太阳能发电是利用电池组件将太阳能直接转变为电能的装置。太阳能电池组件（Solar cells）是利用半导体材料的电子学特性实现P-V转换的固体装置，在广大的无电力网地区，该装置可以方便地实现为用户照明及生活供电，一些发达国家还可与区域电网并网实现互补。

目前从民用的角度，在国外技术研究趋于成熟且初具产业化的是"光伏--建筑（照明）一体化"技术，而国内主要研究生产适用于无电地区家庭照明用的小型太阳能发电系统。

太阳能发电系统主要包括：太阳能电池组件（阵列）、控制器、蓄电池、逆变器、用户即照明负载等组成。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。

太阳能电池与蓄电池组成系统的电源单元，因此蓄电池性能直接影响着系统工作特性。

太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。地球轨道上的平均太阳辐射强度为1,369w/㎡。地球赤道周长为40,076千米，从而可计算出，地球获得的能量可达173,000TW。在海平面上的标准峰值强度为1kw/m2，地球表面某一点24h的年平均辐射强度为0.20kw/㎡，相当于有102,000TW 的能量。

尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量的22亿分之一，但已高达173,000TW，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤，每秒照射到地球的能量则为1.465×10^14焦。

地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能都是来源于太阳；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然气等）从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能，所以广义的太阳能所包括的范围非常大，狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。

缺点

（1）分散性：到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大，但是能流密度很低。平均说来，北回归线附近，夏季在天气较为晴朗的情况下，正午时太阳辐射的辐照度最大，在垂直于太阳光方向1平方米面积上接收到的太阳能平均有1,000W左右；若按全年日夜平均，则只有200W左右。

而在冬季大致只有一半，阴天一般只有1/5左右，这样的能流密度是很低的。因此，在利用太阳能时，想要得到一定的转换功率，往往需要面积相当大的一套收集和转换设备，造价较高。

（2）不稳定性：由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响，所以，到达某一地面的太阳辐照度既是间断的，又是极不稳定的，这给太阳能的大规模应用增加了难度。

为了使太阳能成为连续、稳定的能源，从而最终成为能够与常规能源相竞争的替代能源，就必须很好地解决蓄能问题，即把晴朗白天的太阳辐射能尽量贮存起来，以供夜间或阴雨天使用，但蓄能也是太阳能利用中较为薄弱的环节之一。

（3）效率低和成本高：太阳能利用的发展水平，有些方面在理论上是可行的，技术上也是成熟的。但有的太阳能利用装置，因为效率偏低，成本较高，现在的实验室利用效率也不超过30%，总的来说，经济性还不能与常规能源相竞争。在今后相当一段时期内，太阳能利用的进一步发展，主要受到经济性的制约。

（4）太阳能板污染：现阶段，太阳能板是有一定寿命的，一般最多3-5年就需要换一次太阳能板，而换下来的太阳能板则非常难被大自然分解，从而造成相当大的污染。