隨著社會(huì)生產(chǎn)的日益發(fā)展，對(duì)能源的需求量不斷增長(zhǎng)，全球范圍內(nèi)的能源危機(jī)日益突出。傳統(tǒng)的能源，尤其是煤炭、石油、天然氣三大化石燃料更是有限，不合理地使用傳統(tǒng)能源，不僅使能源在21世紀(jì)內(nèi)瀕臨枯竭，產(chǎn)生能源危機(jī)，還會(huì)造成全球的環(huán)境問(wèn)題。因此，新能源應(yīng)用正成為全球的熱點(diǎn)。太陽(yáng)能作為一種清潔的可再生能源。太陽(yáng)能開(kāi)發(fā)利用的巨大潛力推動(dòng)著太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)不斷向前發(fā)展。太陽(yáng)能光伏發(fā)電作為可再生能源利用的重要組成部分得到了眾多**的大力扶持。20世紀(jì)70年代以來(lái)美國(guó)、德國(guó)、日本等國(guó)*陸續(xù)出臺(tái)相關(guān)政策加大太陽(yáng)能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展力度使得光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展。根據(jù)歐盟聯(lián)合研究中心的預(yù)測(cè)到2030年太陽(yáng)能光伏發(fā)電在總電力供應(yīng)中將達(dá)到10%以上，到2040年這一比例將達(dá)到20%以上，在不遠(yuǎn)的未來(lái)將成為能源供應(yīng)的主體。

光伏發(fā)電系統(tǒng)原理

       太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)是利用太陽(yáng)電池半導(dǎo)體材料的光伏效應(yīng)，將太陽(yáng)光輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能的一種新型發(fā)電系統(tǒng)。太陽(yáng)能電池發(fā)電的原理簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)是光生伏打效應(yīng)。當(dāng)太陽(yáng)光（或其他光）照射到太陽(yáng)能電池上時(shí)，電池吸收光能，產(chǎn)生光生電子－空穴對(duì)。在電池內(nèi)建電場(chǎng)作用下，光生電子和空穴被分離，電池兩端出現(xiàn)異號(hào)電荷的積累，即產(chǎn)生“光生電壓”，這*是“光生伏打效應(yīng)”。若在內(nèi)建電場(chǎng)的兩側(cè)引出電極并接上負(fù)載，則負(fù)載*有“光生電流”流出，從而獲得功率輸出。這樣，太陽(yáng)的光能*直接變成了可以付諸實(shí)用的電能。

       太陽(yáng)能電池將光能轉(zhuǎn)換成電能的工作原理概括為如下3個(gè)主要過(guò)程：①太陽(yáng)能電池吸收一定數(shù)量的光子后，半導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生電子－空穴對(duì)，稱為“光生載流子”，兩者的電性相反，電子帶負(fù)電，空穴帶正電；②電性相反的光生載流子被半導(dǎo)體PN結(jié)所產(chǎn)生的靜電場(chǎng)分離開(kāi)；③光生載流子電子和空穴分別被太陽(yáng)能電池的正、負(fù)極所收集，并在外電路中產(chǎn)生電流，從而獲得電能。

太陽(yáng)能光伏發(fā)電的運(yùn)行方式

       通過(guò)太陽(yáng)能電池（又稱光伏電池）將太陽(yáng)輻射轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電系統(tǒng)稱為太陽(yáng)能電池發(fā)電系統(tǒng)（又稱太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)）。其發(fā)電系統(tǒng)可以分為：獨(dú)立運(yùn)行和并網(wǎng)運(yùn)行兩種方式。

--太陽(yáng)能獨(dú)立運(yùn)行光伏系統(tǒng)

       下圖為一獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。光伏發(fā)電系統(tǒng)由太陽(yáng)能電池、阻塞二極管、調(diào)節(jié)控制器和蓄電池組成。

--太陽(yáng)能電池方陣

       太陽(yáng)能電池組件是太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件，其光電轉(zhuǎn)換效率、各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)的優(yōu)劣直接代表了整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電性能。電池板尺寸大小的選擇服從太陽(yáng)能光伏陣列造型由單體太陽(yáng)能電池封裝成滿足一定電壓和功率的小組合，根據(jù)需要可由小組合構(gòu)成太陽(yáng)能電池光伏發(fā)電系統(tǒng)方陣，太陽(yáng)能電池方陣工作電壓一般為負(fù)載工作電壓的1.4倍。

--阻塞二極管

       阻塞二極管的作用是避免太陽(yáng)能方陣不發(fā)電或出現(xiàn)短路故障時(shí)蓄電池通過(guò)太陽(yáng)能電池放電。它串聯(lián)在太陽(yáng)能電池方陣電路中起單向?qū)ǖ淖饔谩?/span>

--儲(chǔ)能蓄電池組

       太陽(yáng)能電池方陣只有在光照射時(shí)才有功率輸，到晚上或陰雨天由于沒(méi)有光線不能輸出功率，平時(shí)將太陽(yáng)能電池方陣有光時(shí)發(fā)的電能儲(chǔ)存起來(lái)，供晚上或雨天無(wú)光照時(shí)應(yīng)用，所以太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)要裝備儲(chǔ)能蓄電池。

       太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)中的儲(chǔ)能蓄電池具體有兩個(gè)方面的作用：一是儲(chǔ)能；二是確定太陽(yáng)能光伏發(fā)電方陣的工作點(diǎn)和起到一定鉗位和穩(wěn)定作用，不管方陣電壓隨光照如何變動(dòng)，輸出電壓一定被鉗位在蓄電池電壓上。應(yīng)用*廣、數(shù)量*多的蓄電池是鉛酸蓄電池。

--調(diào)節(jié)控制器

       調(diào)節(jié)控制器是光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件之一。其主要功能是防止方陣對(duì)蓄電池過(guò)充電或防止蓄電池對(duì)負(fù)載過(guò)放電。調(diào)節(jié)控制器又起到以下的作用：(1)當(dāng)蓄電池過(guò)充或過(guò)放時(shí)，可以報(bào)*或自動(dòng)切斷電路，保護(hù)蓄電池。(2)接需要設(shè)置高精度的恒壓或恒流裝置。(3)當(dāng)蓄電池有故障時(shí)，可以自動(dòng)切換接通備用蓄電池，以保證負(fù)載正常用電。(4)當(dāng)負(fù)載發(fā)生短路時(shí)，可以自動(dòng)斷開(kāi)。(5)與交流電網(wǎng)同步以保證并網(wǎng)的可靠性。