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光伏基礎知識整理
編輯 時(shí)間：2023-11-08
1.什么是光伏發(fā)電?什么是分布式光伏發(fā)電?
光伏發(fā)電是指利用太陽(yáng)能輻射直接轉變成電能的發(fā)電方式，光伏發(fā)電是當今太陽(yáng)能發(fā)電的主流，所以，現在人們常說(shuō)的太陽(yáng)能發(fā)電就是光伏發(fā)電。
分布式發(fā)電是指在用戶(hù)場(chǎng)地附近建設，運行方式以用戶(hù)側自發(fā)自用為主，多余電量上網(wǎng)，但在配電系統平衡調節為特性的光伏發(fā)電設施。
分布式發(fā)電遵循因地制宜、清潔高效、分散布局、就近利用的原測，充分利用當地的太陽(yáng)能資源，替代和減少化石能源消費。
2.您知道光伏發(fā)電的歷史起源嗎?
1839 年，19 歲的法國貝克勒爾做物理實(shí)驗時(shí)，發(fā)現在導電液中的兩種金屬電極用光照射時(shí)電流會(huì )加強，從而發(fā)現了“光生伏打效應”。1930 年，郞格首次提出用“光伏效應”制造太陽(yáng)能電池，使太陽(yáng)能變成電能。
1932 年奧杜博特和斯托拉制成第一塊“硫化鎘”太陽(yáng)能電池。
1941 年奧杜在硅上發(fā)現光伏效應。
1954 年5 月美國貝爾實(shí)驗室恰賓、富勒和皮爾松開(kāi)發(fā)出效率為6%的單晶硅太陽(yáng)能電池，這是世界上第一個(gè)有實(shí)用價(jià)值的太陽(yáng)能電池，同年威克首次發(fā)現了砷化鎳有光伏效應，并在玻璃上沉積硫化鎳博膜，制成了太陽(yáng)能電池，太陽(yáng)光轉化為電能的實(shí)用光伏發(fā)電技術(shù)由此誕生并發(fā)展起來(lái)。
3.光伏電池是怎么發(fā)電的?
光伏電池是一種具有光、電轉換特性的半導體器件，它直接將太陽(yáng)輻射能轉換成直流電，是光伏發(fā)電的最基本單元，
光伏電池特有的電特性是借助與在晶體硅中摻入某些元素(例如磷或硼等)，從而在材料的分子電荷里造成永久的不平衡，形成具有特殊電性能的半導體材料，在陽(yáng)光照射下具有特殊電性能的半導體內可以產(chǎn)生自由電荷，
這些自由電荷定向移動(dòng)并積累，從而在其兩端閉合時(shí)便產(chǎn)生電能，這種現象被稱(chēng)為“光生伏打效應”簡(jiǎn)稱(chēng)光伏效應。
4.光伏發(fā)電系統由哪些部件構成?
光伏發(fā)電系統由光伏方陣(光伏方陣由光伏組件串并聯(lián)而成)、控制器、蓄電池組、直流/交流逆變器等部分組成。
光伏發(fā)電系統的核心部件是光伏組件,而光伏組件又是由光伏電池串、并聯(lián)并封裝而成，它將太陽(yáng)的光能直接轉化為電能，光伏組件產(chǎn)生的電為直流電，我們可以利用也可以用逆變器將其轉換成為交流電加以利用，
從另一個(gè)角度來(lái)看對于光伏系統產(chǎn)生的電能可以即發(fā)即用，也可以用蓄電池等儲能裝置將電能存放起來(lái)，根據需要隨時(shí)釋放出來(lái)使用。
5.什么是配電網(wǎng)?配電網(wǎng)與分布式光伏發(fā)電有什么關(guān)系?
配電網(wǎng)是從輸電網(wǎng)或地區發(fā)電廠(chǎng)接受電能，通過(guò)配電設施就地分配或按電壓逐級分配給各類(lèi)用戶(hù)的電力網(wǎng)，是由架空線(xiàn)路、電纜、桿塔、配電變壓器、隔離開(kāi)關(guān)、無(wú)功補償電容、計量裝置以及一些附屬設施組成的一般采用閉環(huán)設計，并環(huán)運行，
其結構成輻射狀，分布式電源接入配電網(wǎng)使配電系統中發(fā)電與用電并存，配電網(wǎng)結構從放射狀結構變?yōu)槎嚯娫唇Y構，短路電流大小、流向以及分布特性均發(fā)生改變。
6.為什么說(shuō)光伏電力是綠色低碳能源?
光伏發(fā)電具有顯著(zhù)的能源、環(huán)保和經(jīng)濟效益，是最優(yōu)質(zhì)的綠色能源之一，在我國平均日照條件下安裝1 千瓦光伏發(fā)電系統，1 年可發(fā)出1200 度電，可減少煤炭(標準煤)使用量約400 千克，減少二氧化碳排放約1 噸，根據世界自然基金會(huì )(WWF)研究結果：
從減少二氧化碳效果而言，安裝1 平米光伏發(fā)電系統相當于植樹(shù)造林100 平米，目前發(fā)展光伏發(fā)電等可再生能源是根本上解決霧霾、酸雨等環(huán)境問(wèn)題的有效手段之一。
7.如何看待有報道說(shuō)“生產(chǎn)光伏電池組件時(shí)消耗大量能源”的消息?
光伏電池在其生產(chǎn)過(guò)程中確實(shí)要消耗一定的能量，特別是工業(yè)硅提純、高純多晶硅生產(chǎn)、單晶硅棒\多晶硅錠生產(chǎn)三個(gè)環(huán)節的能耗高，但是光伏電池在20年的使用壽命期內能夠不斷產(chǎn)生能量。
據測算在我國平均日照條件下，光伏發(fā)電系統全壽命期內能量回報超過(guò)其能源消耗的15 倍以上。在北京以最佳傾斜角安裝的1 千瓦屋頂光伏并網(wǎng)系統的能量回收期為1.5-2 年，遠底于光伏系統的使用壽命期。
也就是說(shuō)該光伏系統前1.5-2 年發(fā)出的電量是用來(lái)抵消其生產(chǎn)等過(guò)程消耗的能量，1.5-2 年之后發(fā)出的能量都是純產(chǎn)出，所以應該從全生命周期角度評定光伏電池的能耗。
8.如何看待有報道說(shuō)”生產(chǎn)光伏電池組件會(huì )產(chǎn)生大量污染的消息?
光伏電池組件生產(chǎn)包括多晶硅、硅錠硅片、光伏電池組和光伏組件幾個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節，相關(guān)污染的報道主要是指光伏組件的原材料、高純多晶硅生產(chǎn)中產(chǎn)生的副產(chǎn)物，高純多晶硅生產(chǎn)主要是使用改良西門(mén)子法，
該法將冶金級硅轉化成三氯氦硅，在加氫氣還原成太陽(yáng)能級多晶硅，另外會(huì )形成副產(chǎn)物氯化硅，四氯化硅遇潮濕空氣即分解成硅酸和氯化氫，如果處理不當會(huì )產(chǎn)生污染問(wèn)題，但是目前我國多晶硅生產(chǎn)企業(yè)采用的改良西門(mén)子法已可做到閉環(huán)生產(chǎn)，將副產(chǎn)物四氯化硅和尾氣回收利用，實(shí)現清潔生產(chǎn)。
2010 年12 月國家發(fā)布了《多晶硅行業(yè)準入條件》，規定還原尾氣中四氯化硅、氯氣回收利用率不低于98.5%、99%，因此成熟的改良西門(mén)子法生產(chǎn)技術(shù)完全滿(mǎn)足環(huán)保要求，不會(huì )產(chǎn)生環(huán)境污染問(wèn)題。
9.我們有多少太陽(yáng)光可利用?它能夠成為未來(lái)主導能源嗎?
地球表面接受的太陽(yáng)能輻射能夠滿(mǎn)足全球能源需求的1 萬(wàn)倍，地表面每平方米平均每年接收到的輻射隨地域不同大約在1000-2000KWH之間，國際能源署數據顯示，在全球4%的沙漠上安裝太陽(yáng)能光伏系統就足以滿(mǎn)足全球能源需求。
太陽(yáng)能光伏享有廣闊的發(fā)展空間，其潛力十分巨大。
據初步統計，我國僅利用現有的建筑安裝光伏發(fā)電其市場(chǎng)潛力就大約為3萬(wàn)億千瓦以上，在加上西部廣闊的戈壁光伏發(fā)電市場(chǎng)潛力約為數十億千瓦以上，隨著(zhù)光伏發(fā)電的技術(shù)進(jìn)步和規�；瘧�，其發(fā)電成本還將進(jìn)一步降低，成為更加具有竟爭力的能源供應方式，逐步從補充能源到替代能源并極希望成為未來(lái)的主導能源。
光伏發(fā)電是指利用太陽(yáng)能輻射直接轉變成電能的發(fā)電方式，光伏發(fā)電是當今太陽(yáng)能發(fā)電的主流，所以，現在人們常說(shuō)的太陽(yáng)能發(fā)電就是光伏發(fā)電。
分布式發(fā)電是指在用戶(hù)場(chǎng)地附近建設，運行方式以用戶(hù)側自發(fā)自用為主，多余電量上網(wǎng)，但在配電系統平衡調節為特性的光伏發(fā)電設施。
分布式發(fā)電遵循因地制宜、清潔高效、分散布局、就近利用的原測，充分利用當地的太陽(yáng)能資源，替代和減少化石能源消費。
2.您知道光伏發(fā)電的歷史起源嗎?
1839 年，19 歲的法國貝克勒爾做物理實(shí)驗時(shí)，發(fā)現在導電液中的兩種金屬電極用光照射時(shí)電流會(huì )加強，從而發(fā)現了“光生伏打效應”。1930 年，郞格首次提出用“光伏效應”制造太陽(yáng)能電池，使太陽(yáng)能變成電能。
1932 年奧杜博特和斯托拉制成第一塊“硫化鎘”太陽(yáng)能電池。
1941 年奧杜在硅上發(fā)現光伏效應。
1954 年5 月美國貝爾實(shí)驗室恰賓、富勒和皮爾松開(kāi)發(fā)出效率為6%的單晶硅太陽(yáng)能電池，這是世界上第一個(gè)有實(shí)用價(jià)值的太陽(yáng)能電池，同年威克首次發(fā)現了砷化鎳有光伏效應，并在玻璃上沉積硫化鎳博膜，制成了太陽(yáng)能電池，太陽(yáng)光轉化為電能的實(shí)用光伏發(fā)電技術(shù)由此誕生并發(fā)展起來(lái)。
3.光伏電池是怎么發(fā)電的?
光伏電池是一種具有光、電轉換特性的半導體器件，它直接將太陽(yáng)輻射能轉換成直流電，是光伏發(fā)電的最基本單元，
光伏電池特有的電特性是借助與在晶體硅中摻入某些元素(例如磷或硼等)，從而在材料的分子電荷里造成永久的不平衡，形成具有特殊電性能的半導體材料，在陽(yáng)光照射下具有特殊電性能的半導體內可以產(chǎn)生自由電荷，
這些自由電荷定向移動(dòng)并積累，從而在其兩端閉合時(shí)便產(chǎn)生電能，這種現象被稱(chēng)為“光生伏打效應”簡(jiǎn)稱(chēng)光伏效應。
4.光伏發(fā)電系統由哪些部件構成?
光伏發(fā)電系統由光伏方陣(光伏方陣由光伏組件串并聯(lián)而成)、控制器、蓄電池組、直流/交流逆變器等部分組成。
光伏發(fā)電系統的核心部件是光伏組件,而光伏組件又是由光伏電池串、并聯(lián)并封裝而成，它將太陽(yáng)的光能直接轉化為電能，光伏組件產(chǎn)生的電為直流電，我們可以利用也可以用逆變器將其轉換成為交流電加以利用，
從另一個(gè)角度來(lái)看對于光伏系統產(chǎn)生的電能可以即發(fā)即用，也可以用蓄電池等儲能裝置將電能存放起來(lái)，根據需要隨時(shí)釋放出來(lái)使用。
5.什么是配電網(wǎng)?配電網(wǎng)與分布式光伏發(fā)電有什么關(guān)系?
配電網(wǎng)是從輸電網(wǎng)或地區發(fā)電廠(chǎng)接受電能，通過(guò)配電設施就地分配或按電壓逐級分配給各類(lèi)用戶(hù)的電力網(wǎng)，是由架空線(xiàn)路、電纜、桿塔、配電變壓器、隔離開(kāi)關(guān)、無(wú)功補償電容、計量裝置以及一些附屬設施組成的一般采用閉環(huán)設計，并環(huán)運行，
其結構成輻射狀，分布式電源接入配電網(wǎng)使配電系統中發(fā)電與用電并存，配電網(wǎng)結構從放射狀結構變?yōu)槎嚯娫唇Y構，短路電流大小、流向以及分布特性均發(fā)生改變。
6.為什么說(shuō)光伏電力是綠色低碳能源?
光伏發(fā)電具有顯著(zhù)的能源、環(huán)保和經(jīng)濟效益，是最優(yōu)質(zhì)的綠色能源之一，在我國平均日照條件下安裝1 千瓦光伏發(fā)電系統，1 年可發(fā)出1200 度電，可減少煤炭(標準煤)使用量約400 千克，減少二氧化碳排放約1 噸，根據世界自然基金會(huì )(WWF)研究結果：
從減少二氧化碳效果而言，安裝1 平米光伏發(fā)電系統相當于植樹(shù)造林100 平米，目前發(fā)展光伏發(fā)電等可再生能源是根本上解決霧霾、酸雨等環(huán)境問(wèn)題的有效手段之一。
7.如何看待有報道說(shuō)“生產(chǎn)光伏電池組件時(shí)消耗大量能源”的消息?
光伏電池在其生產(chǎn)過(guò)程中確實(shí)要消耗一定的能量，特別是工業(yè)硅提純、高純多晶硅生產(chǎn)、單晶硅棒\多晶硅錠生產(chǎn)三個(gè)環(huán)節的能耗高，但是光伏電池在20年的使用壽命期內能夠不斷產(chǎn)生能量。
據測算在我國平均日照條件下，光伏發(fā)電系統全壽命期內能量回報超過(guò)其能源消耗的15 倍以上。在北京以最佳傾斜角安裝的1 千瓦屋頂光伏并網(wǎng)系統的能量回收期為1.5-2 年，遠底于光伏系統的使用壽命期。
也就是說(shuō)該光伏系統前1.5-2 年發(fā)出的電量是用來(lái)抵消其生產(chǎn)等過(guò)程消耗的能量，1.5-2 年之后發(fā)出的能量都是純產(chǎn)出，所以應該從全生命周期角度評定光伏電池的能耗。
8.如何看待有報道說(shuō)”生產(chǎn)光伏電池組件會(huì )產(chǎn)生大量污染的消息?
光伏電池組件生產(chǎn)包括多晶硅、硅錠硅片、光伏電池組和光伏組件幾個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節，相關(guān)污染的報道主要是指光伏組件的原材料、高純多晶硅生產(chǎn)中產(chǎn)生的副產(chǎn)物，高純多晶硅生產(chǎn)主要是使用改良西門(mén)子法，
該法將冶金級硅轉化成三氯氦硅，在加氫氣還原成太陽(yáng)能級多晶硅，另外會(huì )形成副產(chǎn)物氯化硅，四氯化硅遇潮濕空氣即分解成硅酸和氯化氫，如果處理不當會(huì )產(chǎn)生污染問(wèn)題，但是目前我國多晶硅生產(chǎn)企業(yè)采用的改良西門(mén)子法已可做到閉環(huán)生產(chǎn)，將副產(chǎn)物四氯化硅和尾氣回收利用，實(shí)現清潔生產(chǎn)。
2010 年12 月國家發(fā)布了《多晶硅行業(yè)準入條件》，規定還原尾氣中四氯化硅、氯氣回收利用率不低于98.5%、99%，因此成熟的改良西門(mén)子法生產(chǎn)技術(shù)完全滿(mǎn)足環(huán)保要求，不會(huì )產(chǎn)生環(huán)境污染問(wèn)題。
9.我們有多少太陽(yáng)光可利用?它能夠成為未來(lái)主導能源嗎?
地球表面接受的太陽(yáng)能輻射能夠滿(mǎn)足全球能源需求的1 萬(wàn)倍，地表面每平方米平均每年接收到的輻射隨地域不同大約在1000-2000KWH之間，國際能源署數據顯示，在全球4%的沙漠上安裝太陽(yáng)能光伏系統就足以滿(mǎn)足全球能源需求。
太陽(yáng)能光伏享有廣闊的發(fā)展空間，其潛力十分巨大。
據初步統計，我國僅利用現有的建筑安裝光伏發(fā)電其市場(chǎng)潛力就大約為3萬(wàn)億千瓦以上，在加上西部廣闊的戈壁光伏發(fā)電市場(chǎng)潛力約為數十億千瓦以上，隨著(zhù)光伏發(fā)電的技術(shù)進(jìn)步和規�；瘧�，其發(fā)電成本還將進(jìn)一步降低，成為更加具有竟爭力的能源供應方式，逐步從補充能源到替代能源并極希望成為未來(lái)的主導能源。
