首页、「天九注册」首页摘 要：随着能源紧缺问题的不断严重，全世界都在关注绿色能源的发展。近年来，随着太阳能电池光伏单晶硅原材料成本的下降，太阳能光伏发电得以受到越来越多的重视。不仅能够替代部分常规能源，而且在开始在世界能源消费中占据重要的位置，并将成为未来世界能源供应的主体。文章从国内太阳能光伏发电的发展现状入手，对光伏发电的基本工作原理、优缺点及发电技术进行了分析，并进一步对太阳能光伏并网发电的前景进行了阐述。

　　随着社会的不断发展，人口、资源和经济之间存在着越来越大的矛盾，这严重制约了世界和谐发展的步伐，所以为了更好地解决社会发展过程中能源短缺的问题，太阳能光伏技术的应用和开发为解决能源紧缺问题起到了非常重要的作用。目前在对太阳能利用上，主要还是取暖和发电这两个方面，特别是在利用太阳能发电上，其可以完全取代水能和火能的技术，成为新型、绿色的发电技术，确保了能源的可持续利用和发展。

　　目前我国利用太阳能光伏发电项目已建成投产，而且国家也采取了相关的财政补助政策，这对于太阳能光伏发电的建设起到极为重要的作用，特别是2013年敦煌10MW光伏项目建设，这对于我国光电和大规模光伏电站的建设起到了极大的推动作用，而且随着各项目的建设和投产，我国光伏发电的装机总量将不断增加，相信到2020年将能够达到2000万千瓦。

　　光伏发电技术是充分的利用光生伏特效原理实现的，其通过太阳能电池来将太阳光转化为电能。光伏发电技术可以独立使用进行发电，也可以并网进行发电，其主要由太阳能电池板、控制器和逆变器等部分组成，其组成元器件都为电子元器件，因此发电设备不仅精炼，而且较为稳定，寿命较长，更易于安装和维护。而且在任何电源场合中都可以利用光伏发电技术进行发电。在进行光伏发电时，其以太阳能电池为其最基本的元件，而且电池种类较多，目前以单晶和多晶用量最为常见，只有在一些小系统和计算器辅助电源中都会采用非晶电池。而光伏组件多是由一个或是多个太阳能电池片组成的太阳能电池板。

　　太阳能光伏发电与常规的发电系统相比具有较为明显的优点，由于其是利用太阳能来进行发电，不仅安全可靠，而且无污染，没有噪音产生，同时太阳能资源也不会存在枯竭的危险。利用太阳能进行发电不用受到资源分布地域的限制，而且可以充分的利用建筑屋面，不需要消耗燃料，同时也不需要架设输电线路，能源质量较高，而且易于建设，可以在较短时间内即可获取到能源，使用者对太阳能光伏发电更易于接受。但利用太阳能光伏发电也有其自身的缺点，由于太阳能会受到四季变化及天气等气象条件的影响，而且由于太阳照射能源分布密度较小，所以利用太阳能进行发电时还需要占用较大的空间面积。

　　太阳能电池是太阳能光伏企业的核心设备，光伏发电利用太阳能电池将光能直接转换成电能。1839年Becquerel发现了光生伏打效应，为太阳能电池的产生奠定了基础。太阳能电池芯片的PN结被光照射后，高能状态下的电子吸收了光能，被激发成为自由电子，自由电子在晶体里移动，余下的空穴也围绕晶体移动，自由电子在N结聚集，空穴在P结聚集，由此PN结间形成电势差，从而可以作为电源使用。

　　提高太阳能光伏发电技术的关键是提高太阳能电池的转化率。太阳能电池主要分为硅基太阳、化合物半导体电池。

　　电池和化学电池是目前商业化最成熟的太阳电池。硅基太阳电池分为晶体硅和非晶硅电池，晶体硅可分为多晶硅电池和单晶硅电池，单晶硅光伏电池虽然转换效率高，稳定性好但是成本也比较高，多晶硅电池虽然转换率低些，但是以其较高的性价比成为市场上最主要的光伏太阳能电池。晶硅光伏发电技术的发展的方向主要是硅薄膜光伏发电。硅薄膜太阳电池的是指将硅膜放在其他材料比如玻璃等做成的支持衬底上制成的太阳能电池，相对传统的晶硅太阳能电池而言，生产硅薄太阳能膜电池所需的硅材料少，成本低，能耗小但是生产工艺比较复杂。

　　半导体硅的价格比较贵，相对而言化合物半导体的成本就比较低了，化合物半导体电池主要有CdTe电池和CIGS电池。这些化合物半导的体能隙宽度可以方便的调节，从而与太阳光谱匹配，将更多的光能转换为电能。理论上CdTe电池的光电转换效率可达30%，而且性能稳定，原材料价格低廉。另外，金属镉Cd具有毒性，会严重的污染环境，根据有关研究结果，生产相同多的电量，CdTe与煤、石油和晶体硅电池相比，排放的镉等重金属的量是最低的。

　　利用太阳能光伏技术可以进行独立发电，其不需要与电网相连，独立运行光伏发电系统即可进行发电，这种独立光伏发电系统通常会在边远地区及野外的电源中进行应用，由于其可以将白天生产出来的部分电能通过蓄电池储存起来，而在晚上释放出来供人们对电能的需求，所以对于一些没有接入到电网中的居民也是十分好的选择。但由于独立光伏发电系统在日常应用中稳定性还较为欠缺，往往需要建立普通电站作为辅助，这不仅导致发电成本增加，而且与绿色能源的目的也不相符合。

　　并网光伏发电系统是指将光伏发电设备与电网连接在一起的发电系统。太阳能光伏发电设备与其他类型的发电站一样能为公共电网提供有功电能和无功电能。光伏电池在阳光照射下产生的是直流电，需要经过相关设备变换成与公共电网频率相同的交流电，之后再以电流源、电流源等方式把电能送入电网，所以并网系统不需要蓄电池，系统运行成本低于独立光伏发电系统。另外，并网光伏发电系统的转换率比独立光伏发电系统高很多，所以发电系统的供电比较稳定，是太阳能光伏发电产业的比较合理发展方向。

　　目前在太阳能光伏并网发电的应用，通常是通过建立集中式大型并网光伏电站及一些分散式小型并网光伏系统来实现光网光伏发电，但由于大型并网电站的建设不仅周期较长，而且投资较大，并不是一朝一夕可以实现的目的，而利用光伏建筑一体化发电系统，不仅投资小，而且不需要占有多大的面积，建设周期较短，所以已成为当前光伏发电的主流趋势。近年来，我国太阳能光伏发电行业得以快速的发展，无论是太阳能电池的产量还是太阳能光伏发电装机容量都得以不断增加，相信在不久的将来，太阳能光伏发电将取代常规的发电系统，成为能源的主体。

　　[1]吴理博.光伏并网逆变系统综合控制策略研究及实现[D].清华大学，2006.

　　[2]常永远.太阳能光伏技术的研究与发展[J].中国科技博览，2011（17）：304.

　　[3]马宁.太阳能光伏发电概述及发展前景[J].智能建筑电气技术，2011（2）：265.