光伏電站簡介

光伏電站是與電網(wǎng)相連并向電網(wǎng)輸送電力的光伏發(fā)電系統(tǒng)。可以分為帶蓄電池的和不帶蓄電池的并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。太陽能發(fā)電分為光熱發(fā)電和光伏發(fā)電。通常說的太陽能發(fā)電指的是太陽能光伏發(fā)電。

理論上講，光伏發(fā)電技術(shù)可以用于任何需要電源的場合，上至航天器，下至家用電源，大到兆瓦級電站，小到玩具，光伏電源無處不在。太陽能光伏發(fā)電的最基本元件是太陽能電池（片），有單晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜電池等。其中，單晶和多晶電池用量最大，非晶電池用于一些小系統(tǒng)和計算器輔助電源等。中國國產(chǎn)晶體硅電池效率在10至13%左右，國際上同類產(chǎn)品效率約12至14%。由一個或多個太陽能電池片組成的太陽能電池板稱為光伏組件。

光伏發(fā)電產(chǎn)品主要用于三大方面：一是為無電場合提供電源；二是太陽能日用電子產(chǎn)品，如各類太陽能充電器、太陽能路燈和太陽能草地各種燈具等；三是并網(wǎng)發(fā)電，這在發(fā)達國家已經(jīng)大面積推廣實施。到2009年，中國并網(wǎng)發(fā)電還未開始全面推廣，不過，2008年北京奧運會部分用電是由太陽能發(fā)電和風力發(fā)電提供的。

據(jù)預測，太陽能光伏發(fā)電在21世紀會占據(jù)世界能源消費的重要席位，不但要替代部分常規(guī)能源，而且將成為世界能源供應的主體。預計到2030年，可再生能源在總能源結(jié)構(gòu)中將占到30%以上，而太陽能光伏發(fā)電在世界總電力供應中的占比也將達到10%以上；到2040年，可再生能源將占總能耗的50%以上，太陽能光伏發(fā)電將占總電力的20%以上；到21世紀末，可再生能源在能源結(jié)構(gòu)中將占到80%以上，太陽能發(fā)電將占到60%以上。這些數(shù)字足以顯示出太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景及其在能源領域重要的戰(zhàn)略地位。

光伏發(fā)電系統(tǒng)分為獨立光伏系統(tǒng)和并網(wǎng)光伏系統(tǒng)。獨立光伏電站包括邊遠地區(qū)的村莊供電系統(tǒng)，太陽能戶用電源系統(tǒng)，通信信號電源、陰極保護、太陽能路燈等各種帶有蓄電池的可以獨立運行的光伏發(fā)電系統(tǒng)。

并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)是與電網(wǎng)相連并向電網(wǎng)輸送電力的光伏發(fā)電系統(tǒng)?？梢苑譃閹铍姵氐暮筒粠铍姵氐牟⒕W(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。帶有蓄電池的并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)具有可調(diào)度性，可以根據(jù)需要并入或退出電網(wǎng)，還具有備用電源的功能，當電網(wǎng)因故停電時可緊急供電。帶有蓄電池的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)常常安裝在居民建筑；不帶蓄電池的并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)不具備可調(diào)度性和備用電源的功能，一般安裝在較大型的系統(tǒng)上。

光伏發(fā)電系統(tǒng)是由太陽能電池方陣，蓄電池組，充放電控制器，逆變器，交流配電柜，太陽跟蹤控制系統(tǒng)等設備組成。其部分設備的作用是：

太陽能

在有光照（無論是太陽光，還是其它發(fā)光體產(chǎn)生的光照）情況下，電池吸收光能，電池兩端出現(xiàn)異號電荷的積累，即產(chǎn)生“光生電壓”，這就是“光生伏特效應”。在光生伏打效應的作用下，太陽能電池的兩端產(chǎn)生電動勢，將光能轉(zhuǎn)換成電能，是能量轉(zhuǎn)換的器件。太陽能電池一般為硅電池，分為單晶硅太陽能電池，多晶硅太陽能電池和非晶硅太陽能電池三種。

蓄電池組

其作用是貯存太陽能電池方陣受光照時發(fā)出的電能并可隨時向負載供電。太陽能電池發(fā)電對所用蓄電池組的基本要求是：a.自放電率低；b.使用壽命長；c.深放電能力強；d.充電效率高；e.少維護或免維護；f.工作溫度范圍寬；g.價格低廉。

控制設備

是能自動防止蓄電池過充電和過放電的設備。由于蓄電池的循環(huán)充放電次數(shù)及放電深度是決定蓄電池使用壽命的重要因素，因此能控制蓄電池組過充電或過放電的充放電控制器是必不可少的設備。

逆變器

是將直流電轉(zhuǎn)換成交流電的設備。由于太陽能電池和蓄電池是直流電源，而負載是交流負載時，逆變器是必不可少的。逆變器按運行方式，可分為獨立運行逆變器和并網(wǎng)逆變器。獨立運行逆變器用于獨立運行的太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)，為獨立負載供電。并網(wǎng)逆變器用于并網(wǎng)運行的太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)。逆變器按輸出波型可分為方波逆變器和正弦波逆變器。方波逆變器電路簡單，造價低，但諧波分量大，一般用于幾百瓦以下和對諧波要求不高的系統(tǒng)。正弦波逆變器成本高，但可以適用于各種負載。

由于相對于某一個固定地點的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，一年春夏秋冬四季、每天日升日落，太陽的光照角度時時刻刻都在變化，如果太陽能電池板能夠時刻正對太陽，發(fā)電效率才會達到最佳狀態(tài)。世界上通用的太陽跟蹤控制系統(tǒng)都需要根據(jù)安放點的經(jīng)緯度等信息計算一年中的每一天的不同時刻太陽所在的角度，將一年中每個時刻的太陽位置存儲到PLC、單片機或電腦軟件中，也就是靠計算太陽位置以實現(xiàn)跟蹤。采用的是電腦數(shù)據(jù)理論，需要地球經(jīng)緯度地區(qū)的的數(shù)據(jù)和設定，一旦安裝，就不便移動或裝拆，每次移動完就必須重新設定數(shù)據(jù)和調(diào)整各個參數(shù)；原理、電路、技術(shù)、設備復雜，非專業(yè)人士不能夠隨便操作。河北某太陽能光伏發(fā)電企業(yè)獨家研發(fā)出了具有世界領先水平、成本低廉、簡單易用、不用計算各地太陽位置數(shù)據(jù)、無軟件、可在移動設備上隨時隨地準確跟蹤太陽的智能太陽跟蹤系統(tǒng)。該系統(tǒng)是國內(nèi)首家完全不用電腦軟件的太陽空間定位跟蹤儀，具有國際領先水平，能夠不受地域和外部條件的限制，可以在-50℃至70℃環(huán)境溫度范圍內(nèi)正常使用；跟蹤精度可以達到±0.001°，最大限度的提高太陽跟蹤精度，完美實現(xiàn)適時跟蹤，最大限度提高太陽光能利用率?？梢詮V泛的使用于各類設備的需要使用太陽跟蹤的地方，該自動太陽跟蹤儀價格實惠、性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)合理、跟蹤準確、方便易用。把加裝了智能太陽跟蹤儀的太陽能發(fā)電系統(tǒng)安裝在高速行駛的汽車、火車，以及通訊應急車、特種軍用汽車、軍艦或輪船上，不論系統(tǒng)向何方行駛、如何調(diào)頭、拐彎，智能太陽跟蹤儀都能保證設備的要求跟蹤部位正對太陽！

光伏發(fā)電是利用半導體界面的光生伏特效應而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。這種技術(shù)的關(guān)鍵元件是太陽能電池。太陽能電池經(jīng)過串聯(lián)后進行封裝保護可形成大面積的太陽電池組件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發(fā)電裝置。

太陽能光伏組件將直射太陽光轉(zhuǎn)化為直流電，光伏組串通過直流匯流箱并聯(lián)接入直流配電柜，匯流后接入逆變器直流輸入端，將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟?，逆變器交流輸出端接入交流配電柜，?jīng)交流配電柜直接并入用戶側(cè)。

國產(chǎn)晶體硅電池效率在10至13%左右，國外同類產(chǎn)品效率約12至14%。由一個或多個太陽能電池 片組成的太陽能電池板稱為光伏組件。光伏發(fā)電產(chǎn)品主要用于三大方面：一是為無電場合提供電源，主要為廣大無電地區(qū)居民生活生產(chǎn)提供電力，還有微波中 繼電源、通訊電源等，另外，還包括一些移動電源和備用電源；二是太陽能日用電子產(chǎn)品，如各類太陽能充電器、太陽能路燈和太陽能草坪燈等；三是并網(wǎng)發(fā)電，這 在發(fā)達國家已經(jīng)大面積推廣實施。我國并網(wǎng)發(fā)電還未起步，不過，2008年北京奧運會部分用電將會由太陽能發(fā)電和風力發(fā)電提供。

常見的屋頂結(jié)構(gòu)分為混凝土屋頂和彩鋼屋頂。項目開發(fā)前均由業(yè)主方提供或協(xié)助提供房屋建筑設計院的設計參數(shù)，在可控的承重范圍內(nèi)設計電站，并得到原有建筑設計院的認可。

公司對項目場址進行嚴格篩選，杜絕電站建成后房屋結(jié)構(gòu)受損或者防水層受損，同時公司投資開發(fā)新型安裝工藝，增強項目的安全性、可靠性。

建設光伏電站前，首先需要獲得省發(fā)改委的審批，然后根據(jù)省發(fā)改委的審批文件去當?shù)厮鶎匐娏巨k理并網(wǎng)手續(xù)。只有辦理過并網(wǎng)手續(xù)的光伏項目才被允許并入電網(wǎng)。優(yōu)太新能源作為項目業(yè)主方，負責辦理發(fā)改委審批手續(xù)及電力公司并網(wǎng)手續(xù)。

國家金太陽示范工程鼓勵光伏電站自發(fā)自用，電站系統(tǒng)需安裝防逆流裝置，防止電流倒送。

系統(tǒng)配置防逆流裝置，檢查交流電網(wǎng)供電回路三相電壓、電流（測量點），判斷功率流向和功率大小。如果電網(wǎng)供電回路出現(xiàn)逆功率現(xiàn)象，防逆流裝置立即限制逆變器輸出功率、或直接把光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中的接入點斷開（控制點）。

市電切換裝置一般應用于離網(wǎng)光伏電站，離網(wǎng)光伏電站在蓄電池不能保證設備運行的情況下，通過切換裝置將逆變器供電轉(zhuǎn)為市電供電。

而并網(wǎng)光伏電站直接與電網(wǎng)并聯(lián)，光伏電力與市電同時對設備供電，不需要切換裝置。

眾所周知，光照強度是一個拋物線的變化過程，光伏電力也遵循這一變化規(guī)律。用戶功率穩(wěn)定，市電補充光伏電力低于用戶功率部分，保證用電穩(wěn)定。

在電站系統(tǒng)中，逆變器是保證交流電輸出穩(wěn)定性的重要設備。項目采用的光伏并網(wǎng)逆變器均通過TUV、金太陽等權(quán)威認證和測試，逆變器將采集并網(wǎng)點電流數(shù)據(jù)輸出與電網(wǎng)電壓同頻、同相的正弦交流電流，與市電具有相同的電力特性，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

現(xiàn)階段國家大力扶持光伏發(fā)電項目，對于符合條件的項目，國家給予一定比例的資金支持，包括金太陽示范工程、光電建筑一體化等。 項目一般采用合同能源管理模式，分享節(jié)能收益。

投資方的收益：通過獲得國家補貼，建設光伏電站的投資回收期由之前的15至20年縮短為現(xiàn)階段的7至12年。

企業(yè)方的收益：對建設光伏電站在資金方面零投入，只需提供閑置屋頂，以當?shù)厥须妰r格使用光伏電力。同時，投資方給予企業(yè)6~10%的電價返還，實現(xiàn)節(jié)能效益共享的初衷。

在電能計量表安裝在逆變器交流輸出端的交流配電柜中，項目均采用供電部門提供的計量表，符合相關(guān)國家計量標準，達到精準、公平、合理的電流計量。

UPSOLAR組建項目管理公司，定期巡檢電站，保證電站運行，同時檢查電站是否對房屋造成損壞，對于確定為電站原因引起的，UPSOLAR承擔修復費用。同時，UPSOLAR擁有自己的光伏實驗室，能精確的檢測電站的運行狀況。

①無枯竭危險；②安全可靠，無噪聲，無污染排放外，絕對干凈（無公害）；③不受資源分布地域的限制，可利用建筑屋面的優(yōu)勢；④無需消耗燃料和架設輸電線路即可就地發(fā)電供電；⑤能源質(zhì)量高；⑥使用者從感情上容易接受；⑦建設周期短，獲取能源花費的時間短。

①照射的能量分布密度小，即要占用巨大面積；②獲得的能源同四季、晝夜及陰晴等氣象條件有關(guān)。

早在1839年，法國科學家貝克雷爾（Becqurel）就發(fā)現(xiàn)，光照能使半導體材料的不同部位之間產(chǎn)生電位差。這種現(xiàn)象后來被稱為“光生伏打效應”，簡稱“光伏效應”。1954年，美國科學家恰賓和皮爾松在美國貝爾實驗室首次制成了實用的單晶硅太陽電池，誕生了將太陽光能轉(zhuǎn)換為電能的實用光伏發(fā)電技術(shù)。

20世紀70年代后，隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，全球能源危機和大氣污染問題日益突出，傳統(tǒng)的燃料能源正在一天天減少，對環(huán)境造成的危害日益突出，同時全球約有20億人得不到正常的能源供應。這個時候，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能夠改變?nèi)祟惖哪茉唇Y(jié)構(gòu)，維持長遠的可持續(xù)發(fā)展，這之中太陽能以其獨有的優(yōu)勢而成為人們重視的焦點。豐富的太陽輻射能是重要的能源，是取之不盡、用之不竭的、無污染、廉價、人類能夠自由利用的能源。太陽能每秒鐘到達地面的能量高達80萬千瓦，假如把地球表面0.1%的太陽能轉(zhuǎn)為電能，轉(zhuǎn)變率5%，每年發(fā)電量可達5.6×1012千瓦小時，相當于世界上能耗的40倍。正是由于太陽能的這些獨特優(yōu)勢，20世紀80年代后，太陽能電池的種類不斷增多、應用范圍日益廣闊、市場規(guī)模也逐步擴大。

20世紀90年代后，光伏發(fā)電快速發(fā)展，到2006年，世界上已經(jīng)建成了10多座兆瓦級光伏發(fā)電系統(tǒng)，6個兆瓦級的聯(lián)網(wǎng)光伏電站。美國是最早制定光伏發(fā)電的發(fā)展規(guī)劃的國家。1997年又提出“百萬屋頂”計劃。日本1992年啟動了新陽光計劃，到2003年日本光伏組件生產(chǎn)占世界的50%，世界前10大廠商有4家在日本。而德國新可再生能源法規(guī)定了光伏發(fā)電上網(wǎng)電價，大大推動了光伏市場和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，使德國成為繼日本之后世界光伏發(fā)電發(fā)展最快的國家。瑞士、法國、意大利、西班牙、芬蘭等國，也紛紛制定光伏發(fā)展計劃，并投巨資進行技術(shù)開發(fā)和加速工業(yè)化進程。

世界光伏組件在1990年——2005年年平均增長率約15%。20世紀90年代后期，發(fā)展更加迅速，1999年光伏組件生產(chǎn)達到200兆瓦。商品化電池效率從10%～13%提高到13%～15%，生產(chǎn)規(guī)模從1～5兆瓦/年發(fā)展到5～25兆瓦/年，并正在向50兆瓦甚至100兆瓦擴大。光伏組件的生產(chǎn)成本降到3美元/瓦以下。

2006年的光伏行業(yè)調(diào)查表明，到2010年，光伏產(chǎn)業(yè)的年發(fā)展速度將保持在30%以上。年銷售額將從2004年的70億美金增加到2010年的300億美金。許多老牌的光伏制造公司也從原來的虧本轉(zhuǎn)為盈利。

光伏發(fā)電的成本仍然在1.4-2元/千瓦時，如果仍然堅持的價格不符合市場發(fā)展的規(guī)劃。

光伏發(fā)電可以減少污染氣體排放。

光伏發(fā)電技術(shù)　將太陽能直接轉(zhuǎn)換為電能的技術(shù)稱為光伏發(fā)電技術(shù)。在國際上，光伏發(fā)電技術(shù)的研究已有100多年的歷史。這一能源高端產(chǎn)品已經(jīng)成熟。我國于1958年開始研究太陽電池，1971年首次成功地應用于我國發(fā)射的東方紅二號衛(wèi)星上。1973年開始將太陽電池用于地面。2002年，國家有關(guān)部門啟動“送電到鄉(xiāng)工程”，在西部七省區(qū)的近800個無電鄉(xiāng)所在地安裝光伏電站，該項目拉動了我國光伏工業(yè)快速發(fā)展。截止到2004年底，我國太陽電池的累計裝機已經(jīng)達到6.5萬千瓦。光伏發(fā)電的優(yōu)點是較少受地域限制，因為陽光普照大地;光伏系統(tǒng)還具有安全可靠、無噪聲、低污染、無需消耗燃料和架設輸電線路即可就地發(fā)電供電及建設同期短的優(yōu)點。

光伏發(fā)電是根據(jù)光生伏特效應原理,利用太陽能電池將太陽光能直接轉(zhuǎn)化為電能。不論是獨立使用還是并網(wǎng)發(fā)電,光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽能電池板（組件）、控制器和逆變器三大部分組成，它們主要由電子元器件構(gòu)成，不涉及機械部件,所以,光伏發(fā)電設備極為精煉,可靠穩(wěn)定壽命長、安裝維護簡便。理論上講,光伏發(fā)電技術(shù)可以用于任何需要電源的場合,上至航天器,下至家用電源,大到兆瓦級電站,小到玩具,光伏電源無處不在。太陽能光伏發(fā)電的最基本元件是太陽能電池（片），有單晶硅、多晶硅、非晶硅和銅銦鎵硒薄膜電池等。

首先，在原材料價格下跌背景下，光伏電池和組建生產(chǎn)商持續(xù)虧損，組件商停產(chǎn)比例達到30%。但即便如此，光伏發(fā)電距離平價上網(wǎng)，還需時日，電站運營商也在觀望電池和組件價格繼續(xù)下降，“深秋”對“春天”，何以持久?

其次，補貼資金缺口很大。光伏電站是生存在補貼之上的行業(yè)，利潤高低取決于補貼和各地電價水平。但可再生能源電力附加缺口大，統(tǒng)一的分布式發(fā)電項目電價標準還不確定，也會給電站投資商帶來不確定性。如果分布式發(fā)電最終采取電量補貼方式，意味著只有電價較高的東部地區(qū)有利可圖，而不是一個全面的市場繁榮。

第三，補貼和并網(wǎng)政策落實不易。明面上政府對光伏電站有很多補貼，但在具體實施中補貼拖欠嚴重，將耗費開發(fā)公司大量現(xiàn)金。并網(wǎng)也落實不易，國家電網(wǎng)對分布式光伏項目實行并網(wǎng)免費辦理的政策，據(jù)民生證券新能源首席分析師王海生稱，因為免費，沒有納入原有考核體系，地方公司執(zhí)行的積極性并不高。

光伏電站檢測平臺，又稱為光伏電站移動檢測平臺，主要應用于太陽能光伏電站的驗收檢測、并網(wǎng)發(fā)電許可檢測的一個綜合性檢測平臺，是為用戶分析各種類型的光伏電站并網(wǎng)對電網(wǎng)影響以及客觀評價光伏電站并網(wǎng)特性提供試驗檢測的重要手段。